Metakaolien, een vulkanisch asmateriaal, is een uitstekend alternatief voor cement vanwege het lage energieverbruik en de geringe milieubelasting tijdens het calcineringsproces. Bovendien verbetert het bepaalde eigenschappen van Portlandcement, zoals sterkte en duurzaamheid, wanneer het wordt toegevoegd aan cementmengsels. De laatste jaren hebben veel onderzoekers zich toegelegd op de activiteit van kaolien in vulkanische as. Dit artikel beschrijft de optimale calcineertemperatuur en -tijd voor kaolien, de factoren die de activiteit beïnvloeden en methoden voor het bepalen van de eigenschappen en activiteit van kaolien. Eerdere studies hebben aangetoond dat de optimale calcineertemperatuur en -tijd voor kaolien worden beïnvloed door factoren zoals de minerale samenstelling, kristalliniteit en het kaoliengehalte. De kristalliniteit van de kaolienstructuur heeft de grootste invloed op de activiteit na calcinatie. XRD, TG-DTA, IR en andere methoden werden gebruikt om de eigenschappen van het ruwe erts te analyseren. De activiteit van kaolien werd bepaald met behulp van methoden zoals de Frantini-test, de geleidbaarheidstest en de sterkte-activiteitsindex. De meest nauwkeurige methoden waren de Frantini-test en de sterkte-activiteitsindex.
Metakaolien (afgekort als MK) is een watervrij aluminiumsilicaat (Al2O3 • 2SiO2, AS2) dat wordt gevormd door de dehydratatie van kaolien (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) bij een geschikte temperatuur (600-900 ℃). Kaolien behoort tot de gelaagde silicaatstructuur, waarbij de lagen met elkaar verbonden zijn door van der Waals-bindingen en OH⁻-ionen er stevig in vastzitten. Wanneer kaolien in de lucht wordt verhit, ondergaat het verschillende structurele veranderingen. Bij verhitting tot ongeveer 600 ℃ wordt de gelaagde structuur van kaolien door dehydratatie vernietigd, waardoor een overgangsfase met een lage kristalliniteit ontstaat: metakaolien.
Door de onregelmatige moleculaire structuur van metakaolien vertoont het een thermodynamisch metastabiele toestand en cementachtige eigenschappen onder geschikte omstandigheden. Metakaolien is een zeer actief, kunstmatig vulkanisch asmateriaal dat kan reageren met Ca(OH)₂(CH) en water om hydratatieproducten te produceren die vergelijkbaar zijn met cement. Door deze eigenschap te benutten, kan het, wanneer het als toeslagstof voor cement wordt gebruikt, reageren met CH dat tijdens het cementhydratatieproces wordt gevormd, wat bepaalde eigenschappen van cement kan verbeteren.
Metakaolien (MK) is een product dat ontstaat door de dehydratatie van kaolien bij hoge temperaturen, en de calcineertemperatuur kan de activiteit van het product beïnvloeden.
Wanneer de temperatuur boven de 950 ℃ stijgt, begint het product te kristalliseren en te transformeren in mulliet en cristobaliet.
Het zal zijn hydraterende werking verliezen.
Gecalcineerde kaolien is een veelgebruikt anorganisch vulmiddel in de polymeerindustrie voor de productie van materialen zoals rubber, kunststoffen en coatings. Het kan de kosten van deze producten verlagen en met name de fysische en chemische eigenschappen van de materialen verbeteren.