黃澤福

（福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司南安分公司，福建 南安 362300）

1 前言

水泥作為膠凝材料廣泛用于建筑工程中，其抗壓強(qiáng)度直接影響工程的安全性。抗壓強(qiáng)度作為水泥質(zhì)量重要評判指標(biāo)之一，其誤差是不可忽視的，即使現(xiàn)在很多公司對試驗室的試驗人員、環(huán)境、儀器設(shè)備等有關(guān)方面都納入公司的質(zhì)量管理體系，但是這些影響因素對試驗結(jié)果是否有影響，我們對此又該如何進(jìn)行分析？根據(jù)GB/T 17671《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法（ISO法）》規(guī)定，對于試驗方法的精確度，可以通過其重復(fù)性來評定，其中第11.5條規(guī)定對于28d強(qiáng)度測定，一個合格試驗室在上述條件下重復(fù)性用變異系數(shù)表示，可要求重復(fù)性為1%～3%。目前，試驗室對于試驗方法的精確度仍然是通過此標(biāo)準(zhǔn)來得出評定，此規(guī)定對大多數(shù)試驗室都能滿足要求，但在日常檢測試驗過程中試驗人員很難發(fā)現(xiàn)問題。因此，本次通過對樣品及試驗過程的控制，以確保本次重復(fù)性試驗的準(zhǔn)確性，運用方差分析理論對本試驗室試驗人員A組和試驗人員B組在相同試驗室試驗條件下，通過試驗得到水泥28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果的誤差分析以及比對，找出影響試驗人員業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平的因素，有效強(qiáng)化試驗室的質(zhì)量管理。

2 試驗控制及28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果的誤差分析

2.1 樣品制備與試驗室環(huán)境控制

本次試驗所需試驗樣品都是提前1d制備放置試驗室，確保試驗時樣品溫度與試驗室環(huán)境溫度一致。水泥采用福建省某水泥廠散裝P.O42.5水泥，在取回樣品后水泥單樣通過0.9 mm方孔篩去除雜質(zhì)后充分混勻貯存在密閉容器中放置于本試驗室；此次試驗使用的標(biāo)準(zhǔn)砂是由廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)的中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂。本次試驗為了更好控制試驗環(huán)境，試驗選擇在11月，試驗室環(huán)境溫度控制在20℃±1℃，相對濕度控制為58%～62%，在試驗過程中，每2h對試驗室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測一次，以確保在試驗過程中試驗室的溫度和相對濕度均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

2.2 試驗過程和養(yǎng)護(hù)過程的控制

水泥膠砂試驗過程是對一個試驗人員技能水平的考核，關(guān)系著最終試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果試驗人員沒有按照操作規(guī)程進(jìn)行或者操作中存在失誤，都有可能導(dǎo)致試驗結(jié)果無效。因此，在試驗各個階段中，首先，稱量試驗樣品的電子天平必須放在平整而且臺面有防震墊的平臺上。本次試驗水泥試驗樣品的質(zhì)量須控制在450g±0.5g。其次，按照要求先對鍋壁和攪拌機(jī)葉片以及使用器具進(jìn)行濕布擦拭，但不能留有水滴。量水器應(yīng)事先過一遍水，用量水器量取225 ml試驗前準(zhǔn)備好的水倒入攪拌鍋里，把水泥加入水中，要防止水泥和水濺出，然后把攪拌鍋安放在固定架上，將攪拌鍋上升至攪拌工作定位位置，立即開啟攪拌機(jī)攪拌，本次膠砂攪拌采用自動控攪拌。在攪拌完成后取下攪拌鍋后立即用勺子將膠砂攪拌均勻，然后將膠砂分兩層裝入試模，并按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行振實。振實完畢后，取下模套，將試模放在平整的桌面，用金屬直尺以接近90°的角度，沿試模長度方向以一端橫向另一端以緩慢的割據(jù)動作，將高出試模的膠砂刮去，并用同一直尺以接近水平將試體表面抹平。試驗完成后將試件放進(jìn)自動控制養(yǎng)護(hù)箱，養(yǎng)護(hù)期間每天對養(yǎng)護(hù)箱的溫度與相對濕度進(jìn)行記錄3次，其養(yǎng)護(hù)溫度均控制在20℃±1℃，并且相對濕度不低于95%，在成型后20～24h脫模并做好標(biāo)記。將脫模后試件放入自動控制水養(yǎng)箱中，每個試件放在水養(yǎng)箱盒子里的塑料的篦子上，并確保每個試件之間保持一定的距離，讓試件6個面與水充分接觸。試件在養(yǎng)護(hù)期間，試件表面的水深不得小于5 mm，并且隨時加水保持適當(dāng)?shù)暮愣ㄋ唬屑稍陴B(yǎng)護(hù)期間全部換水，需每天對養(yǎng)護(hù)池水溫度進(jìn)行監(jiān)控。所有試體在達(dá)到齡期時，在破型試驗前15 min從水養(yǎng)箱中取出，將試體表面的沉積物擦去，然后用濕布將試體覆蓋到試驗為止，試體的28d抗壓強(qiáng)度試驗控制在28 d±4 h內(nèi)完成。

2.3 試驗結(jié)果分析

通過28d抗壓強(qiáng)度試驗分別得到試驗A組和試驗B組的試驗結(jié)果，并對其抗壓強(qiáng)度的誤差進(jìn)行分析。

2.3.1 A組試驗結(jié)果抗壓強(qiáng)度誤差分析

（1）A組水泥28d抗壓強(qiáng)度（MPa）試驗數(shù)據(jù)（見表1）。

表1 A 組水泥 28d 抗壓強(qiáng)度（MPa）試驗數(shù)據(jù)

（2）A組試驗的10組試件共60個28d抗壓試驗數(shù)據(jù)分析。

①10組60個抗壓試驗數(shù)據(jù)的強(qiáng)度代表值統(tǒng)計特征值：

平均值：52.3 MPa；標(biāo)準(zhǔn)差：S=1.25MPa；變異系數(shù):CV=2.39%。

②根據(jù)GB/T17671-1999標(biāo)準(zhǔn)第11.5條重復(fù)性要求，以變異系數(shù)1%～3%幅度為標(biāo)準(zhǔn)，運用方差分析理論，對試驗結(jié)果的精確度進(jìn)行分析：

60個測定值的數(shù)據(jù)和為:T=3135.9；

60個測定值的平方和為：∑∑ X2ij=164 068.55；

10 組數(shù)據(jù)和的平方：∑ T2i=163 981.97；

總的偏差平方和：

ST= ∑∑ X2ij-T2/60=170.74，自由度為 59；

組間偏差（因素）平方和：

SA= ∑ T2i-T2/60=84.16，自由度為9；

組內(nèi)偏差（誤差）平方和：

SE=ST-SA=170.74-84.16=86.58，自由度為50。

A組試驗數(shù)據(jù)方差分析理論分析的結(jié)果（見表2）：

表2 A組試驗數(shù)據(jù)方差分析理論分析結(jié)果

從表2可以看出，如果給定α=0.05，查F分布表F0.95(9.50)=2.08＜5.4，說明A組的重復(fù)性試驗組與組之間28 d抗壓強(qiáng)度結(jié)果有顯著差異；組內(nèi)誤差的均方和為1.73，其標(biāo)準(zhǔn)差為1.32，故組內(nèi)變異系數(shù)CV=1.32/52.3=2.52%。

2.3.2 B組試驗結(jié)果抗壓強(qiáng)度誤差分析

（1）B組水泥28d抗壓強(qiáng)度（MPa）試驗數(shù)據(jù)（見表3）。

表3 B組水泥 28d抗壓強(qiáng)度（MPa）試驗數(shù)據(jù)

（2）B組試驗的10組試件共60個28d抗壓試驗數(shù)據(jù)分析。

①10組60個28d抗壓試驗數(shù)據(jù)的強(qiáng)度代表值統(tǒng)計特征值：

平均值：52.0 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差：S=1.26 MPa，變異系數(shù):CV=2.43%.

②根據(jù)GB/T17671-1999標(biāo)準(zhǔn)第11.5條重復(fù)性要求，以變異系數(shù)1%～3%幅度為標(biāo)準(zhǔn)，運用方差分析理論，對試驗結(jié)果的精確度進(jìn)行分析：

60個測定值的數(shù)據(jù)和為:T=3121.0；

60 個測定值的平方和為：∑∑X2ij=162 499.36；

10 組數(shù)據(jù)和的平方：∑T2i=162 430.21；

總的偏差平方和：ST=∑∑X2ij-T2/60=155.34，自由度為59；

組間偏差（因素）平方和：SA=∑T2i-T2/60=86.19，自由度為9；

組內(nèi)偏差（誤差）平方和：SE=STSA=155.34-86.19=69.15，自由度為50。

B組試驗數(shù)據(jù)方差分析理論分析的結(jié)果（見表4）：

表4 試驗人員B試驗數(shù)據(jù)方差分析結(jié)果

從表4可以看出，如果給定α=0.05，查F分布表F0.95(9.50)=2.08＜6.92，說明B組的重復(fù)性試驗組與組之間28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果還是有顯著差異；組內(nèi)誤差的均方和為1.38，其標(biāo)準(zhǔn)差為1.17，故組內(nèi)變異系數(shù)CV=1.17/52.0=2.25%。

從以上對A組試驗與B組試驗的試驗數(shù)據(jù)分析比對可以得到：

①A組試驗與B組試驗28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果和重復(fù)性變異系數(shù)相差不大，而且兩組試驗重復(fù)性精度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

②運用方差分析理論分析各自試驗結(jié)果誤差，可以看出B組試驗組與組之間差異比A組試驗更顯著，說明B組試驗的操作穩(wěn)定性差；A組試驗的組內(nèi)變異系數(shù)大于B組試驗，說明A組試驗更容易出現(xiàn)試驗結(jié)果離散導(dǎo)致試驗結(jié)果無效；兩組試驗的組內(nèi)變異系數(shù)都大于2%，超過了試驗室試驗人員應(yīng)把組內(nèi)變異系數(shù)控制在2%以內(nèi)的要求，說明兩組試驗人員試驗水平有待提高。

③對于試驗室的質(zhì)量管理不應(yīng)僅僅用重復(fù)性的精確性來評判，還應(yīng)該從更深層面來分析其誤差，通過比對來發(fā)現(xiàn)影響結(jié)果的誤差因素。

3 結(jié)語

本文通過對試驗人員的水泥28d抗壓強(qiáng)度結(jié)果誤差分析及比對，發(fā)現(xiàn)由于試驗人員操作水平參差不齊，雖然都按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671-1999的規(guī)定執(zhí)行，但由于規(guī)定相對寬松，在年度內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控時，試驗室質(zhì)量管理僅通過簡單人員試驗一組比對試驗，這很難發(fā)現(xiàn)問題，也失去了對質(zhì)量監(jiān)督的意義。因此，在試驗室的質(zhì)量管理上，要通過重復(fù)性試驗，運用方差分析理論分析其誤差，從而準(zhǔn)確判斷試驗人員的實際業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平，找準(zhǔn)影響因素，從而有針對性地提高試驗人員的業(yè)務(wù)能力和水平，強(qiáng)化對試驗室的質(zhì)量管理。