Tulivuoren tuhkamateriaalina metakaoliini on erinomainen korvike sementille alhaisen energiankulutuksensa ja vähäisen ympäristön saastumisen ansiosta kalsinointiprosessin aikana sekä sen kyvyn ansiosta parantaa tiettyjä portlandsementin ominaisuuksia, kuten lujuutta ja kestävyyttä, kun siitä valmistetaan seossementtiä. Viime vuosina monet tutkijat ovat omistautuneet kaoliinin tulivuoren tuhkan aktiivisuuden tutkimiseen. Tässä artikkelissa esitetään kaoliinin optimaalinen kalsinointilämpötila ja -aika, sen aktiivisuuteen vaikuttavat tekijät sekä menetelmät kaoliinin ominaisuuksien ja aktiivisuuden havaitsemiseksi. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että kaoliinin optimaaliseen kalsinointilämpötilaan ja -aikaan vaikuttavat tekijät, kuten mineraalikoostumus, kiteisyys ja kaoliinipitoisuus, joista kaoliinin rakenteen kiteisyydellä on suurin vaikutus sen aktiivisuuteen kalsinoinnin jälkeen. Raakamalmin ominaisuuksien analysointiin käytettiin XRD-, TG-DTA-, IR- ja muita menetelmiä. Kaoliinin aktiivisuus määritettiin menetelmillä, kuten Frantini-testillä, johtavuustestillä ja lujuus-aktiivisuusindeksillä. Tarkimmat menetelmät olivat Frantini-testi ja lujuus-aktiivisuusindeksitesti.
Metakaoliini (lyhennettynä MK) on vedetön alumiinisilikaatti (Al2O3 • 2SiO2, AS2), joka muodostuu kaoliinin (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) dehydraatiosta sopivassa lämpötilassa (600–900 ℃). Kaoliini kuuluu kerrossilikaattirakenteeseen, ja kerrokset ovat sitoutuneet toisiinsa van der Waalsin sidoksilla, ja OH–-ionit ovat tiukasti sitoutuneet siihen. Kun kaoliinia kuumennetaan ilmassa, se käy läpi useita rakenteellisia muutoksia. Noin 600 ℃:een kuumennettaessa kaoliinin kerrosrakenne tuhoutuu dehydraation vuoksi, jolloin muodostuu huonosti kiteinen siirtymäfaasi – metakaoliini.
Metakaoliinin epäsäännöllisen molekyylirakenteen vuoksi sillä on termodynaaminen metastabiili tila ja sementtimäiset ominaisuudet sopivassa virityksessä. Metakaoliini on erittäin aktiivinen keinotekoinen vulkaaninen tuhkamateriaali, joka voi reagoida Ca(OH)2(CH4):n ja veden kanssa muodostaen sementin kaltaisia ​​hydraatiotuotteita. Tämän ominaisuuden ansiosta sementin lisäaineena käytettynä se voi reagoida sementin hydraatioprosessissa syntyvän CH4:n kanssa, mikä voi parantaa sementin tiettyjä ominaisuuksia.
Metakaoliini (MK) on tuote, joka muodostuu kaoliinin dehydraatiosta korkeissa lämpötiloissa, ja kalsinointilämpötila voi vaikuttaa tuotteen aktiivisuuteen.
Kun lämpötila nousee yli 950 ℃:n, tuote alkaa kiteytyä ja muuttua mulliitiksi ja kristobaliitiksi,
Se menettää kosteuttavan aktiivisuutensa.
Kalsinoitu kaoliini on yleisesti käytetty epäorgaaninen täyteaine polymeerimateriaalien, kuten kumin, muovien ja pinnoitteiden, valmistusteollisuudessa. Se voi alentaa näiden tuotteiden kustannuksia ja erityisesti parantaa materiaalien fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.