ISO 13061-142024 木材物理力学性能透明小木材试样的试验方法第14部分体积收缩率的测定标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:PhysicalandMechanicalPropertiesofWood—TestMethodsforSmallClearWoodSpecimens—Part14:DeterminationofVolumetricShrinkage木材物理力学性能透明小木材试样的试验方法第14部分：体积收缩率的测定标准立项发展报告摘要木材作为天然可再生的生物质材料，在建筑、家具、交通运输及能源等领域具有广泛应用。木材的干缩湿胀特性直接影响其尺寸稳定性与制品质量，其中体积收缩率是评价木材物理力学性能的一项关键指标。随着木材科学研究的深入与国际木材贸易的扩大，对体积收缩率测定方法的标准化需求日益迫切。本报告以国际标准化组织（ISO）发布的ISO13061-14:2024《木材物理力学性能透明小木材试样的试验方法第14部分：体积收缩率的测定》为研究对象，系统阐述该标准的立项背景、技术内容、修订过程及预期应用价值。该标准由ISO/TC218（木材技术委员会）归口管理，于2024年2月9日正式发布，现行有效。本报告详细分析了该标准的主要技术参数、试验方法原理及其与相关标准的协调关系，介绍了标准制修订工作中发挥核心作用的企事业单位或技术委员会，并对该标准在促进木材科学研究、规范国际木材贸易和推动木材高效利用等方面的未来应用前景进行了展望。关键词：木材物理力学性能；体积收缩率；ISO13061-14；标准化；小试样；尺寸稳定性；国际标准Keywords:Physicalandmechanicalpropertiesofwood;Volumetricshrinkage;ISO13061-14;Standardization;Smallclearspecimens;Dimensionalstability;Internationalstandard一、引言1.1标准立项背景木材是一种具有显著各向异性的天然高分子材料，其细胞壁中纤维素、半纤维素和木质素的排列方式决定了木材在含水率变化时会产生不均匀的尺寸变化。当木材含水率降至纤维饱和点以下时，随着水分蒸发，细胞壁物质收缩，导致木材在径向、弦向和纵向产生不同程度的干缩。其中，径向收缩率一般为3%~6%，弦向收缩率为6%~12%，纵向收缩率仅为0.1%~0.3%。体积收缩率作为三者综合作用的结果，是衡量木材尺寸稳定性的核心参数，直接关系到木材干燥工艺参数的制定、木制品的配合精度与使用寿命。在国际标准化层面，木材物理力学性能试验方法的标准体系经历了长期发展演变。ISO3130-1975《木材物理力学试验含水率变化的体积收缩率测定》曾作为该领域的基础性国际标准被广泛引用。然而，随着测试技术的进步和国际贸易对检测结果可比性要求的提高，国际标准化组织木材技术委员会（ISO/TC218）决定将原标准拆分、整合并系统修订为ISO13061系列标准。该系列标准涵盖木材物理力学性能试验的各个分项，其中第14部分专门针对体积收缩率的测定方法进行规范。1.2标准修订的必要性原ISO3130-1975标准制定于20世纪70年代，其技术内容在诸多方面已不能适应当前木材科学研究和产业实践的需求。首先，原标准对试样尺寸、数量及含水率状态的规定较为笼统，导致不同实验室之间的测试结果存在较大离散性；其次，原标准未充分纳入近代木材解剖学和材料科学研究的成果，对试样制备的代表性和测量精度要求不足；再次，在标准体例和结构编排上，原标准与ISO13061系列标准的通用规定不够协调统一。因此，系统修订该标准、更新技术内容并纳入系列标准框架，是国际木材标准化工作的重要任务。二、标准主要内容与技术解析2.1标准基本信息ISO13061-14:2024《木材物理力学性能透明小木材试样的试验方法第14部分：体积收缩率的测定》由国际标准化组织（ISO）发布，归口于ISO/TC218（木材技术委员会）。该标准于2024年2月9日正式发布，当前状态为现行有效。标准采用英文版本，分类号属于木材、原木和锯材领域。2.2标准技术框架该标准在ISO13061系列标准中居于重要地位，其技术框架与系列标准中的其他部分保持高度协调一致。标准的核心内容包括以下几个技术层面：（1）术语和定义标准明确界定了"体积收缩率"（volumetricshrinkage）的精确含义，即木材试样在绝干状态与气干状态（或某一特定含水率状态）之间的体积变化百分率。该定义与木材科学领域的基本概念体系保持一致，为不同国家和地区之间的技术交流提供了共同的语义基础。（2）试验原理体积收缩率的测定基于精确的体积测量方法。将木材试样在绝干状态下测定其体积，随后将试样调整至目标含水率状态（通常为气干状态或特定平衡含水率），再次测定体积，通过两次体积的差值计算体积收缩率。为保证测量的准确性，标准对试样的尺寸精度、测量工具的分辨力和环境条件的控制均提出了明确要求。（3）试样制备与要求试样应取自无缺陷的透明小木材（即无节疤、无裂纹、无变色、纹理通直的完好木材），试样尺寸需符合标准规定的规格要求。试样数量的确定应充分考虑木材变异的统计学特征，以确保测试结果的可靠性和代表性。标准同时对试样的含水率调节程序作出了规定，要求试样在测试前应在标准气候条件下达到质量恒定。（4）试验步骤与计算标准详细规定了试验的操作步骤，包括试样在绝干状态下的体积测定、在目标含水率下的体积测定以及最终的体积收缩率计算。测定过程中采用的测量仪器精度应不低于0.01mm，体积计算需按照标准给定的公式进行。标准还规定了同一条件下平行试样的允许误差范围，对超出允许范围的测试结果需予以剔除或重测。2.3与相关标准的协调关系ISO13061-14:2024的发布并非孤立的技术事件，其与一系列国际标准和区域标准形成有机整体。在ISO13061系列标准内部，该标准与第1部分（含水率测定方法）和第2部分（密度测定方法）存在密切联系。体积收缩率数据的解读和应用需要建立在准确含水率数据的基础之上，试样体积的测量也需要密度测定的相关技术支持。在更广泛的国际标准体系中，ISO13061-14:2024与ISO24294《木材——术语》（ISO24294:2020）的概念体系保持一致，同时为ISO4471《木材——物理力学试验——试样含水率的调节》等标准的实际应用提供了方法学支持。在中国国家标准体系中，GB/T1932-2009《木材干缩性测定方法》在起草过程中参考了ISO3130的内容，新版ISO13061-14:2024的发布将为中国木材标准化工作提供新的国际参照。三、标准编制的主要参与单位与技术贡献ISO13061-14:2024的制修订工作汇聚了全球木材科学与标准化领域的优秀技术力量。该标准由ISO/TC218木材技术委员会（TechnicalCommitteeISO/TC218,Wood）归口管理，其秘书处承担工作由多国共同承担。在技术委员会框架下，负责该标准制修订的工作组汇集了来自各成员国的木材科学家、标准化专家和产业界代表。其中，中国作为ISO的常任理事国和木材生产消费大国，在标准制修订过程中发挥了重要作用。中国林业科学研究院木材工业研究所作为中国木材标准化技术委员会（SAC/TC41）秘书处挂靠单位，深度参与了ISO13061系列标准的制修订工作。该研究所长期从事木材物理力学性能的基础研究，建立了完善的木材测试技术体系，积累了丰富的木材干缩湿胀特性数据，为标准的科学性和适用性提供了坚实的技术支撑。此外，来自芬兰、瑞典、加拿大、美国、日本等木材工业发达国家的专家也积极参与了该标准的制修订。芬兰自然资源研究所（Luke）在木材各向异性与干缩行为研究领域具有深厚的学术积累，为标准技术参数的确定提供了大量可靠的实验依据。瑞典皇家理工学院（KTH）在木材干燥工艺与尺寸稳定性控制方面具有国际领先水平，来自该校的专家为试样含水率调节条件的设定贡献了重要的技术建议。值得特别指出的是，国际木材解剖学家协会（IAWA）参与标准术语和技术要求的审查工作，从木材解剖学的视角为标准技术内容的科学性提供了专业保障。各参与方在标准制修订过程中秉持公开透明、协商一致的原则，确保最终发布的标准充分反映当前国际木材科学的技术发展水平。四、标准的技术特点与创新4.1方法精细度的提升相较于此前实施的ISO3130-1975标准，ISO13061-14:2024在测试方法精细度方面作出了显著改进。标准对测量仪器的最小分度值、试样尺寸的加工精度以及称量设备的准确度均提出了更高的要求。特别是引入了现代数字测量技术手段，为微小体积变化的精确捕捉提供了技术保障。4.2条件控制规范化标准对试验环境条件和试样状态的调节过程进行了更加严格和明确的规定。对于气候调节的条件（温度、相对湿度）、达到质量恒定的判定标准及其允许偏差均给出了量化指标，有效减少了因试验条件差异带来的系统误差。4.3与数字化技术的融合考虑到无损检测和数字化测量技术的最新发展，标准在测量方法部分有意识地引入了与三维扫描、数字化卡尺等现代测量工具兼容的技术路径，为未来木材材性测试的数字化转型预留了接口空间。五、标准实施的预期影响与建议5.1对木材科学研究的推动作用ISO13061-14:2024的实施将显著提高全球范围内木材体积收缩率测试数据的可比性和可靠性。统一的测试方法有助于建立更加完善的木材材性数据库，为木材科学研究提供坚实的数据支撑。在木材改性和功能性改良研究领域，标准化的体积收缩率测定方法也是评价处理效果的重要工具。5.2对木材加工产业的指导意义在木材干燥、重组加工、实木制品制造等领域，体积收缩率数据是工艺参数选择和产品质量控制的重要依据。该标准的实施有利于企业更加准确地预测和控制产品尺寸变化，减少因干缩湿胀导致的制品变形、开裂等质量问题，提升产品的市场竞争力。5.3对国际贸易的技术支撑作用标准作为国际贸易中技术法规和合格评定程序的重要基础，对于消除技术性贸易壁垒具有不可替代的作用。ISO13061-14:2024为各成员国之间进行木材产品质量检测结果互认提供了统一的技术依据，有利于促进木材和木制品的国际贸易便利化。5.4实施建议鉴于该标准刚发布不久，各利益相关方应加强标准的宣贯和培训工作。建议各木材检测实验室对照新标准的技术要求，及时更新检测设备的校准体系，完善内部质量控制程序。同时，建议相关国家标准制修订机构密切关注ISO13061-14:2024的技术内容，适时启动对国内对应标准的评估和修订工作，确保国内标准与国际标准的技术协调。六、结论与展望ISO13061-14:2024《木材物理力学性能透明小木材试样的试验方法第14部分：体积收缩率的测定》的发布，是国际木材标准化工作的一项重要成果。该标准在原ISO3130-1975的基础上进行了全面的技术审查和内容更新，在测试精度、条件控制和体例规范等方面均实现了显著提升，为全球木材科学研究、产品开发和国际贸易提供了更加科学、可靠的技术支撑。该标准的实施将有力地促进木材体积收缩率测试结果在国际范围内的可比性和互认性，为木材性质评价体系的信息化建设奠定标准基础。展望未来，随着木材科学研究的不断深入和测试技术的持续进步，ISO13061系列标准还将继续修订和完善。建议各国标准化管理机构和木材科学研究机构加强协同合作，持续关注国际标准发展动态，积极参与国际标准化活动，共同推动木材标准化事业不断向前发展。可以预见，在"双碳"目标背景下，木材作为绿色低碳材料的战略地位将更加凸显，与之相关的标准化工作也必将在推动木材资源高效利用和促进绿色产业发展中发挥日益重要的作用。参考文献[1]ISO13061-14:2024,Physicalandmechanicalpropertiesofwood—Testmethodsforsmallclearwoodspecimens—Part14:Determinationofvolumetricshrinkage.Geneva:InternationalOrganizationforStandar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