Metakaolin, jakožto typ sopečného popela, je vynikající náhradou cementu díky nízké spotřebě energie a nízkému znečištění životního prostředí během kalcinačního procesu a také díky své schopnosti zlepšit určité vlastnosti portlandského cementu, jako je pevnost a trvanlivost, pokud je zpracován do směsného cementu. V posledních letech se mnoho vědců věnuje studiu aktivity kaolinu v sopečném popelu. Tento článek popisuje optimální teplotu a dobu kalcinace kaolinu, faktory ovlivňující jeho aktivitu a metody pro detekci vlastností a aktivity kaolinu. Předchozí studie ukázaly, že optimální teplota a doba kalcinace kaolinu jsou ovlivněny faktory, jako je minerální složení, krystalinita a obsah kaolinu, z nichž krystalinita kaolinové struktury má největší vliv na jeho aktivitu po kalcinaci. K analýze vlastností surové rudy byly použity metody XRD, TG-DTA, IR a další. Aktivita kaolinu byla stanovena metodami, jako je Frantiniho test, test vodivosti a test pevnosti a aktivity. Nejpřesnějšími metodami byly Frantiniho test a test pevnosti a aktivity.
Metakaolin (zkráceně MK) je bezvodý křemičitan hlinitý (Al2O3 • 2SiO2, AS2), který vzniká dehydratací kaolinu (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, AS2H2) při vhodné teplotě (600–900 °C). Kaolin patří do vrstevnaté silikátové struktury, přičemž vrstvy jsou spojeny van der Waalsovými vazbami, přičemž ionty OH� jsou pevně vázány uvnitř. Při zahřívání kaolinu na vzduchu dochází k několika strukturním změnám. Při zahřátí na přibližně 600 °C se vrstevnatá struktura kaolinu v důsledku dehydratace rozruší a vzniká přechodná fáze se špatnou krystalinitou – metakaolin.
Vzhledem k nepravidelnému molekulárnímu uspořádání metakaolinu vykazuje termodynamický metastabilní stav a za vhodné excitace vykazuje cementové vlastnosti. Metakaolin je vysoce aktivní umělý materiál z vulkanického popela, který může reagovat s Ca(OH)2(CH)2 a vodou za vzniku hydratačních produktů podobných cementu. Využitím této vlastnosti může při použití jako přísada do cementu reagovat s CH4 vznikajícím během procesu hydratace cementu, což může zlepšit určité vlastnosti cementu.
Metakaolin (MK) je produkt vznikající dehydratací kaolinu za vysokých teplot a teplota kalcinace může ovlivnit aktivitu produktu.
Když teplota stoupne nad 950 ℃, produkt začne krystalizovat a přeměňovat se na mullit a kristobalit.
Ztratí svou hydratační aktivitu.
Kalcinovaný kaolin je běžně používané anorganické plnivo ve výrobním průmyslu polymerních materiálů, jako je pryž, plasty a nátěry. Může snížit náklady na tyto produkty, zejména zlepšit fyzikální a chemické vlastnosti materiálů.