Метакаолин, как разновидность вулканического пепла, является отличной заменой цементу благодаря низкому энергопотреблению и низкому уровню загрязнения окружающей среды в процессе обжига, а также способности улучшать некоторые свойства портландцемента, такие как прочность и долговечность, при использовании в составе цементных смесей. В последние годы многие ученые посвятили себя изучению активности каолина в вулканическом пепле. В данной статье рассматриваются оптимальная температура и время обжига каолина, факторы, влияющие на его активность, и методы определения свойств и активности каолина. Предыдущие исследования показали, что оптимальная температура и время обжига каолина зависят от таких факторов, как минеральный состав, кристалличность и содержание каолина, при этом кристалличность структуры каолина оказывает наибольшее влияние на его активность после обжига. Для анализа свойств исходной руды использовались методы рентгеновской дифракции (XRD), термогравиметрического анализа (TG-DTA), инфракрасной спектроскопии (IR) и другие. Активность каолина определялась с помощью таких методов, как тест Франтини, тест на электропроводность и индекс активности прочности. Наиболее точными методами оказались тест Франтини и тест индекса силовой активности.
Метакаолин (сокращенно МК) — это безводный силикат алюминия (Al2O3 • 2SiO2, AS2), образующийся в результате дегидратации каолина (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, AS2H2) при соответствующей температуре (600-900 ℃). Каолин относится к слоистой силикатной структуре, слои которой связаны ван-дер-ваальсовыми связями, при этом ионы OH– прочно связаны внутри них. При нагревании каолина на воздухе он претерпевает ряд структурных изменений. При нагревании примерно до 600 ℃ слоистая структура каолина разрушается из-за дегидратации, образуя переходную фазу с низкой кристалличностью — метакаолин.
Благодаря нерегулярному молекулярному расположению метакаолин находится в термодинамически метастабильном состоянии и проявляет цементирующие свойства при соответствующем возбуждении. Метакаолин — это высокоактивный искусственный вулканический пепел, способный реагировать с Ca(OH)₂(CH₄) и водой, образуя продукты гидратации, аналогичные цементу. Используя это свойство, в качестве добавки к цементу он может реагировать с CH₄, образующимся в процессе гидратации цемента, что может улучшить некоторые свойства цемента.
Метакаолин (МК) — это продукт, образующийся в результате дегидратации каолина при высоких температурах, при этом температура прокаливания может влиять на активность продукта.
При повышении температуры выше 950 ℃ продукт начинает кристаллизоваться и превращаться в муллит и кристобалит.
Оно потеряет свои увлажняющие свойства.
Прокаленный каолин — широко используемый неорганический наполнитель в производстве полимерных материалов, таких как резина, пластмассы и покрытия. Он может снизить стоимость этих продуктов, особенно улучшить физические и химические свойства материалов.