ASTM C837 黏土亞甲基藍指數的標準測試方法

美國材料與試驗協會（ASTM）制定的標準《ASTM C837 粘土亞甲藍指數標準測試方法》描述了一種測試方法，該方法涉及測量粘土對亞甲藍染料的吸附量，並將其計算為粘土的亞甲藍指數。

對許多黏土的測試通常表明，亞甲基藍指數與黏土的關鍵特性（例如陽離子交換容量、乾鍵強度和澆鑄速率）之間存在線性關係。當黏土的膠體部分為高嶺石時，其與比表面積（以氮氣吸附測定）也存在直接相關性。當膠體部分含有大量伊利石或蒙脫石時，則不存在這種密切的相關性。亞甲基藍指數與陶瓷成型特性的相關性優於與比表面積的相關性。

黏土的這一部分位於膠體範圍（通常定義為 0,5 至 0,001 µm 的範圍），決定了黏土的嚴格膠體性質，並且與黏土相關的有機物的數量和類型以及 2 至 0,2 µm 之間的部分一起，在很大程度上決定了黏土在陶瓷成型過程中的使用性能。黏土的比表面積是粒度和形態的函數，染料吸附和比表面積之間存在關係。然而，亞甲藍指數不應被視為粒徑分析，因為所得值僅由粒徑分佈非常細的一端的特性決定。此程序描述了黏土染料吸附（在本例中為亞甲基藍）的測定。

這些測試使用的主要設備是：

• 天平，精度可達0,01公克。
• 混合器。
• pH 計或 pH 試紙。
• 燒杯，600 毫升。
• 滴定管，25 毫升。
• 滴管或玻璃攪拌棒。
• 濾紙。

所有測試必須使用試劑級化學品。除非另有說明，所有試劑均應符合美國化學學會分析試劑委員會（如有）的規範。其他等級的試劑也可使用，但需先確定試劑的純度足以允許其使用，且不會降低測定的準確性。

除非另有說明，術語“水”應理解為蒸餾水或同等純度的水。

亞甲基藍溶液應避光保存。

測試時，根據 ASTM C324 所述的測試方法，稱取 2,00 克乾燥黏土，放入 600 毫升燒杯中。如果黏土乾燥後無法立即測試，則應將其存放在乾燥器中。在燒杯中加入 300 毫升蒸餾水，用攪拌器攪拌至黏土均勻分散。測定漿液的 pH 值，並添加足夠的硫酸，使 pH 值達到 2,5 至 3,8。繼續攪拌並調整 pH 值，並在最後一次加酸後繼續攪拌 10 至 15 分鐘。再次測試漿液的 pH 值，如有必要，加酸可將 pH 值恢復至 2,5 至 3,8。當漿液仍在攪拌器下時，在滴定管中加入亞甲基藍溶液，加入 5 毫升溶液，攪拌 1 至 2 分鐘。用滴管或玻璃攪拌棒取一滴漿液放在濾紙邊緣。

觀察液滴在濾紙上的狀態。終點指示液滴周圍形成淡藍色暈圈。繼續以1,0毫升的增量向漿料中加入亞甲藍溶液，每次加入後攪拌1至2分鐘，然後進行測試，直到達到終點。對於亞甲藍指數較高的球粘土，為了節省時間，可以在加入兩到三次5毫升溶液後開始測試。每次加入5毫升溶液後，攪拌1至2分鐘。達到終點後，繼續攪拌2分鐘，然後重新測試。使用更大的樣品可以獲得更高的靈敏度，這對所得值的影響很小。

計算是使用標準中給出的公式來計算的。

此測試方法的靈敏度為計算出的亞甲基藍指數±0,25 meq/100 g黏土。亞甲藍指數值與黏土的任何單一、簡單測量的性質無法直接相關，因此無法說明此測試方法的偏差。

簡而言之，亞甲藍指數是一種簡單的指示黏土活性的指標。黏土亞甲基藍指數衡量的是活性黏土礦物的數量，尤其是那些具有高陽離子交換能力的礦物。它常用於評估土壤科學、土木工程和礦物加工中粘土的表面活性和吸附能力。

亞甲基藍指數定義為每克黏土或材料吸附的亞甲基藍染料的量，直到染料不再被吸附而是在溶液中游離。

此測試方法的目標是：

• 確定粘土活性（在岩土工程中很重要）。
• 評估黏土的膨脹潛力和反應性。
• 評估骨材等材料中的污染或雜質含量。
• 評估陶瓷、鑽井液和混凝土生產等行業的材料。

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