Vulkanik kül materialının bir növü olaraq, metakaolin, kalsinasiya prosesi zamanı aşağı enerji sərfiyyatı və aşağı ətraf mühit çirklənməsi, həmçinin qarışıq sement halına gətirildikdə Portland sementinin müəyyən xüsusiyyətlərini, məsələn, möhkəmlik və davamlılığı yaxşılaşdırmaq qabiliyyətinə görə sement üçün əla əvəzedicidir. Son illərdə bir çox alim kaolinin vulkanik kül aktivliyini öyrənməyə həsr olunub. Bu məqalədə kaolinin optimal kalsinasiya temperaturu və vaxtı, aktivliyinə təsir edən amillər və kaolinin xüsusiyyətlərini və aktivliyini aşkar etmək üsulları təsvir edilmişdir. Əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, kaolinin optimal kalsinasiya temperaturu və vaxtı mineral tərkibi, kristallıq və kaolin tərkibi kimi amillərdən təsirlənir ki, bunlar arasında kaolin strukturunun kristallıq dərəcəsi kalsinasiyadan sonra onun aktivliyinə ən böyük təsir göstərir. Xam filizin xüsusiyyətlərini təhlil etmək üçün XRD, TG-DTA, IR və digər metodlardan istifadə edilmişdir. Kaolinin aktivliyi Frantini testi, keçiricilik testi və möhkəmlik aktivlik indeksi kimi metodlarla müəyyən edilmişdir. Ən dəqiq metodlar Frantini testi və möhkəmlik aktivlik indeksi testi idi.
Metakaolin (qısaldılmış şəkildə MK kimi tanınır) kaolinin (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) müvafiq temperaturda (600-900 ℃) susuzlaşdırılması nəticəsində əmələ gələn susuz alüminium silikatdır (Al2O3 • 2SiO2, AS2). Kaolin laylı silikat quruluşuna aiddir və təbəqələr içərisində möhkəm bağlı OH- ionları olan van der Waals rabitələri ilə birləşir. Kaolin havada qızdırıldıqda bir neçə struktur dəyişikliyinə məruz qalır. Təxminən 600 ℃-yə qədər qızdırıldıqda, kaolinin laylı quruluşu susuzlaşma səbəbindən məhv olur və zəif kristallikli keçid mərhələsi - metakaolin əmələ gətirir.
Metakaolinin qeyri-müntəzəm molekulyar düzülüşünə görə, termodinamik metastabil vəziyyət nümayiş etdirir və müvafiq həyəcanlanma altında sement xüsusiyyətləri nümayiş etdirir. Metakaolin, sementə bənzər hidratasiya məhsulları istehsal etmək üçün Ca (OH)2 (CH3) və su ilə reaksiyaya girə bilən yüksək aktiv süni vulkanik kül materialıdır. Bu xüsusiyyətdən istifadə edərək, sement üçün əlavə kimi istifadə edildikdə, sement hidratasiya prosesi zamanı əmələ gələn CH3 ilə reaksiyaya girə bilər ki, bu da sementin müəyyən xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilər.
Metakaolin (MK) yüksək temperaturda kaolinin susuzlaşdırılması nəticəsində əmələ gələn bir məhsuldur və kalsinasiya temperaturu məhsulun aktivliyinə təsir göstərə bilər.
Temperatur 950°C-dən yuxarı qalxdıqda, məhsul kristallaşmağa və mullit və kristobalitə çevrilməyə başlayır,
Nəmləndirmə aktivliyini itirəcək.
Kalsine edilmiş kaolin, rezin, plastik və örtük kimi polimer materialların istehsalı sənayesində geniş istifadə olunan qeyri-üzvi doldurucudur. Bu, bu məhsulların maya dəyərini azalda bilər, xüsusən də materialların fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini yaxşılaşdıra bilər.