ASTM C837 粘土亚甲蓝指数的标准测试方法

美国材料与试验协会（ASTM）制定的标准《ASTM C837 粘土亚甲蓝指数标准测试方法》描述了一种测试方法，该方法涉及测量粘土对亚甲蓝染料的吸附量，并将其计算为粘土的亚甲蓝指数。

对许多粘土的测试通常表明，亚甲蓝指数与粘土的关键特性（例如阳离子交换容量、干键强度和浇铸速率）之间存在线性关系。当粘土的胶体部分为高岭石时，其与比表面积（通过氮吸附测定）也存在直接相关性。当胶体部分含有大量伊利石或蒙脱石时，则不存在这种密切的相关性。亚甲蓝指数与陶瓷成型特性的相关性优于与比表面积的相关性。

粘土的这一部分位于胶体范围（通常定义为 0,5 至 0,001 µm 的范围），决定了粘土的严格胶体性质，并且与粘土相关的有机物的数量和类型以及 2 至 0,2 µm 之间的部分一起，在很大程度上决定了粘土在陶瓷成型过程中的使用性能。粘土的比表面积是粒度和形态的函数，染料吸附和比表面积之间存在关系。然而，亚甲蓝指数不应被视为粒度分析，因为所得值仅由粒度分布非常细的一端的特性决定。该程序描述了粘土染料吸附（在本例中为亚甲蓝）的测定。

这些测试使用的主要设备是：

• 天平，精度可达0,01克。
• 混合器。
• pH 计或 pH 试纸。
• 烧杯，600 毫升。
• 滴定管，25 毫升。
• 滴管或玻璃搅拌棒。
• 滤纸。

所有测试必须使用试剂级化学品。除非另有说明，所有试剂均应符合美国化学学会分析试剂委员会（如有）的规范。其他等级的试剂也可使用，但需首先确定试剂的纯度足以允许其使用，且不会降低测定的准确性。

除非另有说明，术语“水”应理解为蒸馏水或同等纯度的水。

亚甲蓝溶液应避光保存。

测试时，根据 ASTM C324 中描述的测试方法，称取 2,00 克干燥粘土，放入 600 毫升烧杯中。如果粘土干燥后不能立即测试，则应将其存放在干燥器中。向烧杯中加入 300 毫升蒸馏水，用搅拌器搅拌直至粘土均匀分散。测定浆液的 pH 值，并添加足够的硫酸，使 pH 值达到 2,5 至 3,8。继续搅拌并调整 pH 值，并在最后一次加酸后继续搅拌 10 至 15 分钟。再次测试浆液的 pH 值，如有必要，加酸使 pH 值恢复到 2,5 至 3,8。当浆液仍在搅拌器下时，在滴定管中加入亚甲蓝溶液，加入 5 毫升溶液，搅拌 1 至 2 分钟。用滴管或玻璃搅拌棒取一滴浆液放在滤纸边缘。

观察液滴在滤纸上的状态。终点指示液滴周围形成淡蓝色晕圈。继续以1,0毫升的增量向浆料中加入亚甲蓝溶液，每次加入后搅拌1至2分钟，然后进行测试，直至达到终点。对于亚甲蓝指数较高的球粘土，为了节省时间，可以在加入两到三次5毫升溶液后开始测试。每次加入5毫升溶液后，搅拌1至2分钟。达到终点后，继续搅拌2分钟，然后重新测试。使用更大的样品可以获得更高的灵敏度，这对所得值的影响很小。

计算是使用标准中给出的公式来计算的。

该测试方法的灵敏度为计算出的亚甲蓝指数±0,25 meq/100 g粘土。亚甲蓝指数值与粘土的任何单一、简单测量的性质无法直接相关，因此无法说明该测试方法的偏差。

简而言之，亚甲蓝指数是一种简单的指示粘土活性的指标。粘土亚甲蓝指数衡量的是活性粘土矿物的数量，尤其是那些具有高阳离子交换能力的矿物。它常用于评估土壤科学、土木工程和矿物加工中粘土的表面活性和吸附能力。

亚甲蓝指数定义为每克粘土或材料吸附的亚甲蓝染料的量，直到染料不再被吸附而是在溶液中游离。

该测试方法的目标是：

• 确定粘土活性（在岩土工程中很重要）。
• 评估粘土的膨胀潜力和反应性。
• 评估骨料等材料中的污染或杂质水平。
• 评估陶瓷、钻井液和混凝土生产等行业的材料。

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