ვულკანური ფერფლის მასალის ერთ-ერთი სახეობა, მეტაკაოლინი ცემენტის შესანიშნავ შემცვლელს წარმოადგენს მისი დაბალი ენერგომოხმარებისა და გარემოს დაბალი დაბინძურების გამო კალცინაციის პროცესში, ასევე პორტლანდცემენტის გარკვეული თვისებების, როგორიცაა სიმტკიცე და გამძლეობა, გაუმჯობესების უნარის გამო, როდესაც ის შერეულ ცემენტად გარდაიქმნება. ბოლო წლებში ბევრი მეცნიერი კაოლინის ვულკანური ფერფლის აქტივობის შესწავლას მიეძღვნა. ეს სტატია ასახავს კაოლინის ოპტიმალურ კალცინაციის ტემპერატურასა და დროს, მის აქტივობაზე მოქმედ ფაქტორებს და კაოლინის თვისებებისა და აქტივობის გამოვლენის მეთოდებს. წინა კვლევებმა აჩვენა, რომ კაოლინის ოპტიმალურ კალცინაციის ტემპერატურასა და დროზე გავლენას ახდენს ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა მინერალური შემადგენლობა, კრისტალურობა და კაოლინის შემცველობა, რომელთა შორის კაოლინის სტრუქტურის კრისტალურობას ყველაზე დიდი გავლენა აქვს მის აქტივობაზე კალცინაციის შემდეგ. ნედლი მადნის თვისებების გასაანალიზებლად გამოყენებული იქნა XRD, TG-DTA, IR და სხვა მეთოდები. კაოლინის აქტივობა განისაზღვრა ისეთი მეთოდებით, როგორიცაა ფრანტინის ტესტი, გამტარობის ტესტი და სიმტკიცის აქტივობის ინდექსი. ყველაზე ზუსტი მეთოდები იყო ფრანტინის ტესტი და სიმტკიცის აქტივობის ინდექსის ტესტი.
მეტაკაოლინი (შემოკლებით MK) არის უწყლო ალუმინის სილიკატი (Al2O3 • 2SiO2, AS2), რომელიც წარმოიქმნება კაოლინის (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) დეჰიდრატაციით შესაბამის ტემპერატურაზე (600-900 ℃). კაოლინი მიეკუთვნება ფენოვან სილიკატურ სტრუქტურას და ფენები დაკავშირებულია ვან დერ ვაალის ბმებით, რომელშიც მყარად არის დაკავშირებული OH- იონები. როდესაც კაოლინი თბება ჰაერში, ის განიცდის რამდენიმე სტრუქტურულ ცვლილებას. დაახლოებით 600 ℃-მდე გაცხელებისას, კაოლინის ფენოვანი სტრუქტურა იშლება დეჰიდრატაციის გამო, რაც იწვევს ცუდი კრისტალურობის მქონე გარდამავალ ფაზას - მეტაკაოლინის წარმოქმნას.
მეტაკაოლინის არარეგულარული მოლეკულური განლაგების გამო, იგი ავლენს თერმოდინამიკურ მეტასტაბილურ მდგომარეობას და შესაბამისი აგზნებისას ავლენს ცემენტის თვისებებს. მეტაკაოლინი არის მაღალაქტიური ხელოვნური ვულკანური ფერფლის მასალა, რომელსაც შეუძლია რეაქციაში შევიდეს Ca (OH)2 (CH4)2-თან და წყალთან, რათა წარმოქმნას ცემენტის მსგავსი ჰიდრატაციის პროდუქტები. ამ თვისების გამოყენებით, ცემენტის დანამატად გამოყენებისას, მას შეუძლია რეაქციაში შევიდეს ცემენტის ჰიდრატაციის პროცესში წარმოქმნილ CH4-თან, რამაც შეიძლება გააუმჯობესოს ცემენტის გარკვეული თვისებები.
მეტაკაოლინი (MK) არის პროდუქტი, რომელიც წარმოიქმნება კაოლინის მაღალ ტემპერატურაზე დეჰიდრატაციით და კალცინაციის ტემპერატურამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს პროდუქტის აქტივობაზე.
როდესაც ტემპერატურა 950 ℃-ზე მაღლა იწევს, პროდუქტი იწყებს კრისტალიზაციას და გარდაიქმნება მულიტად და კრისტობალიტად.
ის დაკარგავს თავის ჰიდრატაციის აქტივობას.
კალცინირებული კაოლინი ფართოდ გამოიყენება არაორგანული შემავსებელი პოლიმერული მასალების, როგორიცაა რეზინი, პლასტმასი და საფარები, წარმოებაში. მას შეუძლია შეამციროს ამ პროდუქტების ღირებულება, განსაკუთრებით კი გააუმჯობესოს მასალების ფიზიკური და ქიმიური თვისებები.