Kā vulkānisko pelnu materiāla veids, metakaolīns ir lielisks cementa aizstājējs, pateicoties tā zemajam enerģijas patēriņam un nelielajam vides piesārņojumam kalcinēšanas procesā, kā arī tā spējai uzlabot noteiktas portlandcementa īpašības, piemēram, izturību un ilgmūžību, kad to pārveido par jauktu cementu. Pēdējos gados daudzi zinātnieki ir veltījuši sevi kaolīna vulkānisko pelnu aktivitātes izpētei. Šajā rakstā ir aprakstīta kaolīna optimālā kalcinēšanas temperatūra un laiks, faktori, kas ietekmē tā aktivitāti, un metodes kaolīna īpašību un aktivitātes noteikšanai. Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka kaolīna optimālo kalcinēšanas temperatūru un laiku ietekmē tādi faktori kā minerālu sastāvs, kristāliskums un kaolīna saturs, starp kuriem kaolīna struktūras kristāliskumam ir vislielākā ietekme uz tā aktivitāti pēc kalcinēšanas. Neapstrādātas rūdas īpašību analīzei tika izmantotas XRD, TG-DTA, IR un citas metodes. Kaolīna aktivitāte tika noteikta, izmantojot tādas metodes kā Frantini tests, vadītspējas tests un stiprības aktivitātes indekss. Visprecīzākās metodes bija Frantini tests un stiprības aktivitātes indeksa tests.
Metakaolīns (saīsināti MK) ir bezūdens alumīnija silikāts (Al2O3 • 2SiO2, AS2), kas veidojas, dehidratējot kaolīnu (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) atbilstošā temperatūrā (600–900 ℃). Kaolīns pieder pie slāņainās silikāta struktūras, un slāņi ir saistīti ar van der Valsa saitēm, un OH– joni ir stingri saistīti tajā. Kad kaolīns tiek uzkarsēts gaisā, tas piedzīvo vairākas strukturālas izmaiņas. Uzkarsējot līdz aptuveni 600 ℃, kaolīna slāņainā struktūra dehidratācijas dēļ tiek iznīcināta, veidojot pārejas fāzi ar sliktu kristalinitāti – metakaolīnu.
Metakaolīna neregulārā molekulārā izkārtojuma dēļ tam piemīt termodinamiski metastabilais stāvoklis un atbilstošas ​​ierosināšanas apstākļos cementa īpašības. Metakaolīns ir ļoti aktīvs mākslīgo vulkānisko pelnu materiāls, kas var reaģēt ar Ca(OH)2(CH4) un ūdeni, veidojot hidratācijas produktus, kas līdzīgi cementam. Izmantojot šo īpašību, lietojot to kā cementa piedevu, tas var reaģēt ar CH4, kas rodas cementa hidratācijas procesā, kas var uzlabot noteiktas cementa īpašības.
Metakaolīns (MK) ir produkts, kas veidojas, kaolīnam dehidrējoties augstā temperatūrā, un kalcinēšanas temperatūra var ietekmēt produkta aktivitāti.
Kad temperatūra paaugstinās virs 950 ℃, produkts sāk kristalizēties un pārveidoties par mulītu un kristobalītu,
Tas zaudēs savu mitrinošo aktivitāti.
Kalcinēts kaolīns ir plaši izmantota neorganiska pildviela polimēru materiālu, piemēram, gumijas, plastmasas un pārklājumu, ražošanas nozarē. Tā var samazināt šo produktu izmaksas, īpaši uzlabot materiālu fizikālās un ķīmiskās īpašības.