彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))測量的不確定度的評定

寧月輝，邢 宇，郭麗娜，李月梅

(1.黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150000； 2.齊齊哈爾市第五十九中學(xué)，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

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彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))測量的不確定度的評定

寧月輝1，邢 宇1，郭麗娜1，李月梅2

(1.黑龍江省質(zhì)量監(jiān)督檢測研究院，哈爾濱 150000； 2.齊齊哈爾市第五十九中學(xué)，黑龍江 齊齊哈爾 161005)

彈性建筑涂料是以合成樹脂乳液為主要原料，加入一定量的顏料與助劑調(diào)制而成。建筑物一般以水泥基為基材，而普通涂料易受施工和使用環(huán)境溫度影響，所以常采用彈性涂料進(jìn)行施工。在涂料選擇時(shí)，應(yīng)進(jìn)行材料的力學(xué)性能測試，按JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》對可能影響彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度因素進(jìn)行分析，并對測量的不確定度進(jìn)行合理評定，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

建筑彈性涂料；拉伸強(qiáng)度；不確定度

彈性建筑涂料是以合成樹脂乳液為主要原料，加入一定量的顏料與助劑調(diào)制而成。按JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》對可能影響彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度因素進(jìn)行分析，并對測量的不確定度進(jìn)行合理評定，以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠[1-3]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

第一，檢測依據(jù)。首先，GB/T528-2009，硫化物橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定[4]。其次，JG/T172-2014，彈性建筑涂料。

第二，檢測環(huán)境條件。溫度(23±2)℃，相對濕度(50±5)%。

第三，被測對象。彈性建筑涂料(白色)。

第四，測量儀器。數(shù)顯式電子萬能試驗(yàn)機(jī)(WDS-02J)，濟(jì)南天辰試驗(yàn)機(jī)制造有限公司；游標(biāo)卡尺；厚度測量儀(TF-4030) ，揚(yáng)州市天發(fā)機(jī)械有限公司。

第五，測量步驟。將試驗(yàn)樣品倒入器具中，攪拌充分并混合均勻，避免產(chǎn)生氣泡，分三次涂膜，倒入鋼制模具中，防止氣泡，減少涂膜缺陷，使用更容易揭下的底材，如塑料或聚四氟乙烯，避免揭膜時(shí)出現(xiàn)涂膜變形及損壞等情形，保證其平整光滑、無刮痕等。制膜時(shí)盡量不要在底材上使用脫模劑或涂油，否則有可能影響彈性建筑涂料的拉伸性能[5]。首先，制膜使用模具A，成膜24 h后取下模具，進(jìn)行第二次制膜，用模具B，成膜24 h后取下模具，進(jìn)行第三次制膜，用模具C，每次制膜不應(yīng)出現(xiàn)氣泡，最終干膜厚度為(1.0±0.2)mm，按GB/T528-2009規(guī)定的Ⅰ型試樣進(jìn)行樣品制備，如圖1所示。試樣用啞鈴型裁刀，利用人工或機(jī)械方式一次沖制完成，保證裁刀工作區(qū)域沒有缺口，制備的試樣截面應(yīng)光光滑平整，使用直尺在沖裁啞鈴型標(biāo)準(zhǔn)樣品上標(biāo)記兩條平行線，間距為25 mm，使用測量厚度儀器準(zhǔn)確測量試樣標(biāo)線中間和兩端三點(diǎn)的厚度，以其算術(shù)平均值作為試樣的厚度，同時(shí)測出相同位置的試件寬度，進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測定。將沖裁啞鈴型標(biāo)準(zhǔn)樣品依次安裝在拉力機(jī)夾具中，樣品應(yīng)當(dāng)夾持正，不能歪斜，實(shí)驗(yàn)速度為200 mm/min，拉伸試樣直至斷裂，記錄試驗(yàn)樣品從拉伸至斷裂過程中出現(xiàn)的拉斷力最大值F，并計(jì)算拉伸強(qiáng)度P，其值等于測量過程中的拉斷力最大值F與試驗(yàn)樣品截面積S比值。

圖1 啞鈴型狀試樣的形狀Fig.1 Dumbbell-shaped sample

2 數(shù)學(xué)模型的建立

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測量方法，彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度：P=F/S。式中：P—拉伸強(qiáng)度，MPa；F—拉斷力最大值，N；S—試件斷面面積，mm；S— b×d。

3 分析不確定度來源

由上述的實(shí)驗(yàn)操作步驟與測量中所使用檢測設(shè)備并由建立數(shù)學(xué)模型分析可知，影響測量結(jié)果的主要因素如下：第一，試驗(yàn)拉力機(jī)誤差引入的不確定度。第二，實(shí)驗(yàn)人員重復(fù)測量厚度引入的不確定度。第三，在室溫試驗(yàn)時(shí)，環(huán)境影響引入的不確定度可以忽略不計(jì)。

4 輸入量的不確定度評定

4.1 數(shù)顯式電子萬能試驗(yàn)機(jī)的誤差引入不確定度分量

4.2 厚度測量引入的不確定度分量

不確定度分量U(A)主要由以下兩部分構(gòu)成：

第一，沖裁啞鈴型標(biāo)準(zhǔn)樣品厚度測量時(shí)，所用的厚度測量儀示數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量U(d1)。

4.3 環(huán)境條件帶來的不確定度分量u(H)

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室環(huán)境溫度和濕度條件雖對漆膜的養(yǎng)護(hù)有細(xì)微影響，但在養(yǎng)護(hù)過程中溫濕度波動(dòng)較小，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。因此，環(huán)境條件細(xì)微波動(dòng)對測量不確定度的干擾很小，在此可忽略不計(jì)，u(H)=0。

UC(P)=0.83%。

4.5 擴(kuò)展不確定度評定

擴(kuò)展不確定度等于包含因子乘以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，取包含因子K=2，則U(Rm)=K×UC(P)=1.66%。

5 測量結(jié)果的不確定報(bào)告與表示

第一，拉伸強(qiáng)度的計(jì)算。F=9.81 N，A=b×d=4×1.11=4.44 mm2；P=F/A=9.81/4.44=2.21 MPa。第二，測量結(jié)果相關(guān)的擴(kuò)展不確定度的計(jì)算。U=P×U(Rm)=2.21×1.66%=0.037 MPa。第三，測量結(jié)果的表達(dá)方式：P=2.21 MPa，U=0.037 MPa。

6 結(jié)論

對彈性涂料拉伸強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)條件)測定的主要影響因素進(jìn)行分析歸納，對影響測量結(jié)果的不確定度分量進(jìn)行分析量化，得出了彈性建筑涂料拉伸強(qiáng)度(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))測量的不確定度評估方法，特別是在測量結(jié)果處于臨界狀態(tài)時(shí)，對測量結(jié)果作出準(zhǔn)確判定，為測定準(zhǔn)確性提供依據(jù)。

[1] JG/T172-2014，彈性建筑涂料[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[2] 王曉格，李園園，毛淑群.建筑涂料拉伸強(qiáng)度測量結(jié)果的不確定度評定[J].廣東化工，2012，4(39)：117-118.

[3] JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].北京：中國計(jì)量出版社，1999.

[4] GB/T528-2009，硫化物橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[5] 姜廣明.彈性建筑涂料拉伸性能試驗(yàn)影響因素研究[J].建筑科學(xué)，2014，3(30)：38-43.

Evaluation of uncertainty in measurement of tensile strength (standard state) of elastic architectural coatings

NING Yue-hui1, XING Yu1, GUO Li-na1, LI Yue-mei2

(1. Institute of Quality Supervision and Inspection of Heilongjiang Province, Harbin 150000, China; 2. Qiqihar No.59 Middle School, Qiqihar 161005, China)

The elastic architectural coating is made of synthetic resin emulsion as the main raw material, adding a certain amount of pigment and additives. Buildings are generally based on cement-based materials, and ordinary coatings are susceptible to construction and use of ambient temperature, so elastic coatings are often used for construction. In the choice of paint, the mechanical properties of the material should be tested according to JJF1059-1999 “measurement uncertainty assessment and representation”, the factors may affect the elastic architectural coatings tensile strength were analyzed to ensure that the experimental data is true and reliable.

Architectural elastic coating; Tensile strength; Uncertainty

2016-12-29

寧月輝(1978-)，男，碩士，高級工程師。

TQ630.7

A

1674-8646(2017)04-0076-02