A vulkáni hamu egyik típusaként a metakaolin kiválóan helyettesíti a cementet az alacsony energiafogyasztása és a környezetszennyezés alacsony szintje miatt a kalcinálási folyamat során, valamint a portlandcement bizonyos tulajdonságainak, például a szilárdságnak és a tartósságnak a javítására való képessége miatt, amikor kevert cementté alakítják. Az elmúlt években számos tudós szentelte magát a kaolin vulkáni hamu aktivitásának tanulmányozásának. Ez a cikk felvázolja a kaolin optimális kalcinálási hőmérsékletét és idejét, az aktivitását befolyásoló tényezőket, valamint a kaolin tulajdonságainak és aktivitásának kimutatására szolgáló módszereket. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a kaolin optimális kalcinálási hőmérsékletét és idejét olyan tényezők befolyásolják, mint az ásványi összetétel, a kristályosság és a kaolintartalom, amelyek közül a kaolin szerkezetének kristályossága van a legnagyobb hatással a kalcinálás utáni aktivitására. A nyersérc tulajdonságainak elemzésére XRD, TG-DTA, IR és más módszereket alkalmaztak. A kaolin aktivitását olyan módszerekkel határozták meg, mint a Frantini-teszt, a vezetőképesség-teszt és a szilárdsági aktivitási index. A legpontosabb módszerek a Frantini-teszt és a szilárdsági aktivitási index teszt voltak.
A metakaolin (rövidítve MK) egy vízmentes alumínium-szilikát (Al2O3 • 2SiO2, AS2), amely a kaolin (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) megfelelő hőmérsékleten (600-900 ℃) történő dehidratálásával keletkezik. A kaolin réteges szilikát szerkezetű, a rétegeket van der Waals-kötések kötik össze, az OH⁻ ionok pedig szilárdan kötődnek hozzájuk. Amikor a kaolint levegőn melegítik, számos szerkezeti változáson megy keresztül. Körülbelül 600 ℃-ra melegítve a kaolin réteges szerkezete a dehidratáció miatt megsemmisül, és egy gyenge kristályosságú átmeneti fázis – a metakaolin – keletkezik.
A metakaolin szabálytalan molekuláris elrendeződése miatt termodinamikai metastabil állapotot mutat, és megfelelő gerjesztés hatására cementszerű tulajdonságokat mutat. A metakaolin egy rendkívül aktív mesterséges vulkáni hamuanyag, amely Ca(OH)2(CH4)-dal és vízzel reagálva a cementhez hasonló hidratációs termékeket hozhat létre. Ezt a tulajdonságot kihasználva, cementadalékként használva reakcióba léphet a cement hidratációs folyamata során keletkező CH4-vel, ami javíthatja a cement bizonyos tulajdonságait.
A metakaolin (MK) a kaolin magas hőmérsékleten történő dehidratálásával képződő termék, és a kalcinálási hőmérséklet befolyásolhatja a termék aktivitását.
Amikor a hőmérséklet 950 ℃ fölé emelkedik, a termék kristályosodni kezd, és mullittá és krisztobalittá alakul,
Elveszíti hidratáló aktivitását.
A kalcinált kaolin egy gyakran használt szervetlen töltőanyag a polimer anyagok, például a gumi, a műanyagok és a bevonatok gyártásában. Csökkentheti ezen termékek költségét, különösen javíthatja az anyagok fizikai és kémiai tulajdonságait.