Jako rodzaj popiołu wulkanicznego, metakaolin jest doskonałym substytutem cementu ze względu na niskie zużycie energii i niskie zanieczyszczenie środowiska podczas procesu kalcynacji, a także zdolność do poprawy niektórych właściwości cementu portlandzkiego, takich jak wytrzymałość i trwałość, po przetworzeniu na cement mieszany. W ostatnich latach wielu naukowców poświęciło się badaniu aktywności kaolinu w popiele wulkanicznym. Niniejszy artykuł przedstawia optymalną temperaturę i czas kalcynacji kaolinu, czynniki wpływające na jego aktywność oraz metody oznaczania właściwości i aktywności kaolinu. Wcześniejsze badania wykazały, że na optymalną temperaturę i czas kalcynacji kaolinu wpływają takie czynniki, jak skład mineralny, krystaliczność i zawartość kaolinu, spośród których krystaliczność struktury kaolinu ma największy wpływ na jego aktywność po kalcynacji. Do analizy właściwości rudy surowej wykorzystano XRD, TG-DTA, IR i inne metody. Aktywność kaolinu określono za pomocą takich metod, jak test Frantiniego, test przewodnictwa oraz wskaźnik aktywności wytrzymałościowej. Najdokładniejszymi metodami okazały się test Frantiniego i test wskaźnika aktywności siłowej.
Metakaolin (w skrócie MK) to bezwodny krzemian glinu (Al2O3 • 2SiO2, AS2) powstający w wyniku dehydratacji kaolinu (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, AS2H2) w odpowiedniej temperaturze (600–900°C). Kaolin należy do warstwowej struktury krzemianowej, a warstwy są połączone wiązaniami van der Waalsa, z silnie związanymi w nich jonami OH–. Podgrzanie kaolinu na powietrzu powoduje szereg zmian strukturalnych. Po podgrzaniu do około 600°C struktura warstwowa kaolinu ulega zniszczeniu w wyniku dehydratacji, tworząc fazę przejściową o słabej krystaliczności – metakaolin.
Ze względu na nieregularny układ cząsteczkowy metakaolinu, wykazuje on termodynamiczny stan metastabilny i wykazuje właściwości cementowe przy odpowiednim wzbudzeniu. Metakaolin to wysoce aktywny sztuczny materiał z popiołu wulkanicznego, który może reagować z Ca(OH)2(CH) i wodą, tworząc produkty hydratacji podobne do cementu. Wykorzystując tę ​​właściwość, metakaolin, stosowany jako domieszka do cementu, może reagować z CH powstającym podczas procesu hydratacji cementu, co może poprawić niektóre jego właściwości.
Metakaolin (MK) to produkt powstający w wyniku odwodnienia kaolinu w wysokich temperaturach. Temperatura kalcynacji może mieć wpływ na aktywność produktu.
Gdy temperatura wzrośnie powyżej 950°C, produkt zaczyna krystalizować i przekształcać się w mulit i krystobalit,
Utraci swoje właściwości nawadniające.
Kalcynowany kaolin to powszechnie stosowany wypełniacz nieorganiczny w przemyśle wytwórczym materiałów polimerowych, takich jak guma, tworzywa sztuczne i powłoki. Może on obniżyć koszty tych produktów, a zwłaszcza poprawić ich właściwości fizyczne i chemiczne.