Ako typ sopečného popola je metakaolín vynikajúcou náhradou cementu vďaka svojej nízkej spotrebe energie a nízkemu znečisteniu životného prostredia počas procesu kalcinácie a svojej schopnosti zlepšiť určité vlastnosti portlandského cementu, ako je pevnosť a trvanlivosť, pri spracovaní do zmesi cementu. V posledných rokoch sa mnoho vedcov venuje štúdiu aktivity kaolínu v sopečnom popole. Tento článok načrtáva optimálnu teplotu a čas kalcinácie kaolínu, faktory ovplyvňujúce jeho aktivitu a metódy na zisťovanie vlastností a aktivity kaolínu. Predchádzajúce štúdie ukázali, že optimálnu teplotu a čas kalcinácie kaolínu ovplyvňujú faktory, ako je minerálne zloženie, kryštalinita a obsah kaolínu, pričom kryštalinita kaolínovej štruktúry má najväčší vplyv na jeho aktivitu po kalcinácii. Na analýzu vlastností surovej rudy sa použili metódy XRD, TG-DTA, IR a ďalšie. Aktivita kaolínu sa stanovila metódami, ako je Frantiniho test, test vodivosti a test pevnosti a aktivity. Najpresnejšie metódy boli Frantiniho test a test pevnosti a aktivity.
Metakaolín (skrátene MK) je bezvodý kremičitan hlinitý (Al2O3 • 2SiO2, AS2), ktorý vzniká dehydratáciou kaolínu (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, AS2H2) pri vhodnej teplote (600 – 900 ℃). Kaolín má vrstevnatú silikátovú štruktúru a vrstvy sú spojené van der Waalsovými väzbami, pričom v nich sú pevne viazané ióny OH⁻. Keď sa kaolín zahrieva na vzduchu, prechádza niekoľkými štrukturálnymi zmenami. Pri zahrievaní na približne 600 ℃ sa vrstevnatá štruktúra kaolínu v dôsledku dehydratácie naruší a vzniká prechodná fáza so slabou kryštalinitou – metakaolín.
Vďaka nepravidelnému molekulárnemu usporiadaniu metakaolínu vykazuje termodynamický metastabilný stav a pri vhodnej excitácii vykazuje cementové vlastnosti. Metakaolín je vysoko aktívny umelý sopečný popol, ktorý môže reagovať s Ca(OH)2(CH) a vodou za vzniku hydratačných produktov podobných cementu. Využitím tejto vlastnosti, keď sa použije ako prísada do cementu, môže reagovať s CH4 vznikajúcim počas procesu hydratácie cementu, čo môže zlepšiť určité vlastnosti cementu.
Metakaolín (MK) je produkt vznikajúci dehydratáciou kaolínu pri vysokých teplotách a teplota kalcinácie môže ovplyvniť aktivitu produktu.
Keď teplota stúpne nad 950 ℃, produkt začne kryštalizovať a transformovať sa na mullit a kristobalit.
Stratí svoju hydratačnú aktivitu.
Kalcinovaný kaolín je bežne používané anorganické plnivo vo výrobnom priemysle polymérnych materiálov, ako sú guma, plasty a nátery. Môže znížiť náklady na tieto produkty, najmä zlepšiť fyzikálne a chemické vlastnosti materiálov.