ज्वालामुखी राख से प्राप्त होने वाली एक प्रकार की सामग्री के रूप में, मेटाकाओलिन कम ऊर्जा खपत और कैल्सीनेशन प्रक्रिया के दौरान कम पर्यावरणीय प्रदूषण के कारण सीमेंट का एक उत्कृष्ट विकल्प है। साथ ही, मिश्रित सीमेंट में मिलाने पर यह पोर्टलैंड सीमेंट के कुछ गुणों, जैसे कि मजबूती और स्थायित्व, में सुधार करने की क्षमता रखता है। हाल के वर्षों में, कई विद्वानों ने काओलिन की ज्वालामुखी राख संबंधी सक्रियता का अध्ययन करने में अपना समय लगाया है। यह लेख काओलिन के लिए इष्टतम कैल्सीनेशन तापमान और समय, इसकी सक्रियता को प्रभावित करने वाले कारकों और काओलिन के गुणों और सक्रियता का पता लगाने की विधियों की रूपरेखा प्रस्तुत करता है। पिछले अध्ययनों से पता चला है कि काओलिन के लिए इष्टतम कैल्सीनेशन तापमान और समय खनिज संरचना, क्रिस्टलीयता और काओलिन की मात्रा जैसे कारकों से प्रभावित होते हैं, जिनमें से कैल्सीनेशन के बाद इसकी सक्रियता पर काओलिन संरचना की क्रिस्टलीयता का सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है। कच्चे अयस्क के गुणों का विश्लेषण करने के लिए XRD, TG-DTA, IR और अन्य विधियों का उपयोग किया गया। काओलिन की सक्रियता का निर्धारण फ्रैंटिनी परीक्षण, चालकता परीक्षण और शक्ति सक्रियता सूचकांक जैसी विधियों द्वारा किया गया। फ्रैंटिनी परीक्षण और शक्ति सक्रियता सूचकांक परीक्षण सबसे सटीक विधियाँ थीं।
मेटाकाओलिन (संक्षेप में MK) एक निर्जल एल्युमीनियम सिलिकेट (Al2O3 • 2SiO2, AS2) है, जो उपयुक्त तापमान (600-900 ℃) पर काओलिन (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) के निर्जलीकरण से बनता है। काओलिन परतदार सिलिकेट संरचना का होता है, और इसकी परतें वैन डेर वाल्स बंधों द्वारा जुड़ी होती हैं, जिनमें OH– आयन मजबूती से बंधे होते हैं। जब काओलिन को हवा में गर्म किया जाता है, तो इसमें कई संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं। लगभग 600 ℃ तक गर्म करने पर, निर्जलीकरण के कारण काओलिन की परतदार संरचना नष्ट हो जाती है, जिससे कम क्रिस्टलीयता वाला एक संक्रमणकालीन चरण - मेटाकाओलिन - बनता है।
मेटाकाओलिन की अनियमित आणविक संरचना के कारण, यह एक ऊष्मागतिकीय अस्थाई अवस्था प्रदर्शित करता है और उपयुक्त उत्तेजना के तहत सीमेंट जैसे गुण प्रदर्शित करता है। मेटाकाओलिन एक अत्यंत सक्रिय कृत्रिम ज्वालामुखी राख पदार्थ है जो Ca(OH)₂(CH) और पानी के साथ प्रतिक्रिया करके सीमेंट के समान जलयोजन उत्पाद उत्पन्न कर सकता है। इस विशेषता का उपयोग करते हुए, जब इसे सीमेंट के मिश्रण के रूप में प्रयोग किया जाता है, तो यह सीमेंट जलयोजन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न CH के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है, जिससे सीमेंट के कुछ गुणों में सुधार हो सकता है।
मेटाकाओलिन (एमके) उच्च तापमान पर काओलिन के निर्जलीकरण से बनने वाला एक उत्पाद है, और कैल्सीनेशन तापमान उत्पाद की सक्रियता को प्रभावित कर सकता है।
जब तापमान 950 ℃ से ऊपर बढ़ता है, तो उत्पाद क्रिस्टलीकृत होने लगता है और मुलाइट और क्रिस्टोबलाइट में परिवर्तित हो जाता है।
इसकी जलयोजन क्षमता कम हो जाएगी।
कैल्सीनेटेड काओलिन, रबर, प्लास्टिक और कोटिंग्स जैसे पॉलीमर सामग्रियों के निर्माण उद्योग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाला एक अकार्बनिक भराव पदार्थ है। यह इन उत्पादों की लागत को कम कर सकता है, विशेष रूप से सामग्रियों के भौतिक और रासायनिक गुणों में सुधार कर सकता है।