Là một loại vật liệu tro núi lửa, metakaolin là chất thay thế tuyệt vời cho xi măng nhờ tiêu thụ năng lượng thấp và ít gây ô nhiễm môi trường trong quá trình nung, cũng như khả năng cải thiện một số tính chất của xi măng Portland, chẳng hạn như cường độ và độ bền, khi được trộn vào xi măng. Trong những năm gần đây, nhiều học giả đã tập trung nghiên cứu hoạt tính của kaolin từ tro núi lửa. Bài báo này trình bày nhiệt độ và thời gian nung tối ưu của kaolin, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của nó, và các phương pháp phát hiện các tính chất và hoạt tính của kaolin. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nhiệt độ và thời gian nung tối ưu của kaolin bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thành phần khoáng chất, độ kết tinh và hàm lượng kaolin, trong đó độ kết tinh của cấu trúc kaolin có tác động lớn nhất đến hoạt tính của nó sau khi nung. Các phương pháp XRD, TG-DTA, IR và các phương pháp khác đã được sử dụng để phân tích các tính chất của quặng thô. Hoạt tính của kaolin được xác định thông qua các phương pháp như thử nghiệm Frantini, thử nghiệm độ dẫn điện và chỉ số hoạt tính cường độ. Các phương pháp chính xác nhất là thử nghiệm Frantini và thử nghiệm chỉ số hoạt tính cường độ.
Metakaolin (viết tắt là MK) là một loại silicat nhôm khan (Al2O3 • 2SiO2, AS2) được hình thành do quá trình khử nước của kaolin (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) ở nhiệt độ thích hợp (600-900 ℃). Kaolin thuộc cấu trúc silicat lớp, và các lớp được liên kết với nhau bằng liên kết van der Waals, với các ion OH– liên kết chặt chẽ bên trong. Khi kaolin được nung nóng trong không khí, nó trải qua một số thay đổi cấu trúc. Khi được nung nóng đến khoảng 600 ℃, cấu trúc lớp của kaolin bị phá hủy do quá trình khử nước, tạo thành một pha chuyển tiếp có độ kết tinh kém – metakaolin.
Do cấu trúc phân tử không đều của metakaolin, nó thể hiện trạng thái không bền vững về mặt nhiệt động học và có tính chất xi măng dưới tác động kích thích thích hợp. Metakaolin là một vật liệu tro núi lửa nhân tạo có hoạt tính cao, có thể phản ứng với Ca(OH)₂(CH₄) và nước để tạo ra các sản phẩm thủy hóa tương tự như xi măng. Bằng cách tận dụng đặc tính này, khi được sử dụng làm phụ gia cho xi măng, nó có thể phản ứng với CH₄ được tạo ra trong quá trình thủy hóa xi măng, từ đó cải thiện một số tính chất của xi măng.
Metakaolin (MK) là sản phẩm được tạo thành bằng cách khử nước kaolin ở nhiệt độ cao, và nhiệt độ nung có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của sản phẩm.
Khi nhiệt độ tăng lên trên 950 ℃, sản phẩm bắt đầu kết tinh và chuyển hóa thành mullite và cristobalite.
Nó sẽ mất khả năng giữ nước.
Cao lanh nung là một chất độn vô cơ thường được sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất vật liệu polymer như cao su, nhựa và sơn phủ. Nó có thể giảm chi phí sản xuất các sản phẩm này, đặc biệt là cải thiện các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu.