Il metacaolino, un materiale derivato da ceneri vulcaniche, rappresenta un eccellente sostituto del cemento grazie al basso consumo energetico e al ridotto inquinamento ambientale durante il processo di calcinazione, nonché alla sua capacità di migliorare alcune proprietà del cemento Portland, come la resistenza e la durabilità, quando utilizzato nella produzione di cemento composito. Negli ultimi anni, numerosi studiosi si sono dedicati allo studio dell'attività del caolino derivato dalle ceneri vulcaniche. Questo articolo illustra la temperatura e il tempo di calcinazione ottimali del caolino, i fattori che ne influenzano l'attività e i metodi per determinarne le proprietà e l'attività. Studi precedenti hanno dimostrato che la temperatura e il tempo di calcinazione ottimali del caolino sono influenzati da fattori quali la composizione minerale, la cristallinità e il contenuto di caolino, tra i quali la cristallinità della struttura del caolino ha il maggiore impatto sulla sua attività dopo la calcinazione. Per analizzare le proprietà del minerale grezzo sono stati utilizzati metodi quali XRD, TG-DTA, IR e altri. L'attività del caolino è stata determinata mediante metodi quali il test di Frantini, il test di conducibilità e l'indice di attività di resistenza. I metodi più accurati sono risultati essere il test di Frantini e il test dell'indice di attività di resistenza.
Il metacaolino (abbreviato in MK) è un silicato di alluminio anidro (Al2O3 • 2SiO2, AS2) formato dalla disidratazione del caolino (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) a una temperatura appropriata (600-900 °C). Il caolino appartiene alla struttura dei silicati lamellari, i cui strati sono legati da legami di van der Waals, con ioni OH– saldamente legati al loro interno. Quando il caolino viene riscaldato all'aria, subisce diverse modifiche strutturali. Riscaldandolo a circa 600 °C, la struttura lamellare del caolino viene distrutta a causa della disidratazione, formando una fase di transizione con scarsa cristallinità: il metacaolino.
A causa della disposizione molecolare irregolare del metacaolino, esso presenta uno stato metastabile termodinamicamente e mostra proprietà cementizie in presenza di opportune sollecitazioni. Il metacaolino è un materiale di cenere vulcanica artificiale altamente attivo che può reagire con Ca(OH)₂(CH) e acqua per produrre prodotti di idratazione simili al cemento. Sfruttando questa caratteristica, quando utilizzato come additivo per il cemento, può reagire con il CH generato durante il processo di idratazione del cemento, migliorandone alcune proprietà.
Il metacaolino (MK) è un prodotto formato dalla disidratazione del caolino ad alte temperature, e la temperatura di calcinazione può influenzare l'attività del prodotto.
Quando la temperatura sale sopra i 950 ℃, il prodotto inizia a cristallizzare e a trasformarsi in mullite e cristobalite,
Perderà la sua capacità di idratazione.
Il caolino calcinato è un riempitivo inorganico comunemente utilizzato nell'industria manifatturiera di materiali polimerici come gomma, plastica e rivestimenti. Può ridurre il costo di questi prodotti e, soprattutto, migliorarne le proprietà fisiche e chimiche.