ज्वालामुखी राखेचा एक प्रकार म्हणून, मेटाकॅओलिन हे सिमेंटसाठी एक उत्कृष्ट पर्याय आहे, कारण कॅल्सीनेशन प्रक्रियेदरम्यान त्याचा ऊर्जा वापर कमी असतो आणि पर्यावरणाचे प्रदूषणही कमी होते. तसेच, मिश्र सिमेंट बनवल्यावर पोर्टलँड सिमेंटचे सामर्थ्य आणि टिकाऊपणा यांसारखे काही गुणधर्म सुधारण्याची क्षमता त्यात असते. अलिकडच्या वर्षांत, अनेक विद्वानांनी कॅओलिनच्या ज्वालामुखी राखेच्या सक्रियतेचा अभ्यास करण्यासाठी स्वतःला वाहून घेतले आहे. हा लेख कॅओलिनसाठी इष्टतम कॅल्सीनेशन तापमान आणि वेळ, त्याच्या सक्रियतेवर परिणाम करणारे घटक आणि कॅओलिनचे गुणधर्म व सक्रियता तपासण्याच्या पद्धती यांची रूपरेषा देतो. मागील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, कॅओलिनसाठी इष्टतम कॅल्सीनेशन तापमान आणि वेळ हे खनिज रचना, स्फटिकता आणि कॅओलिनचे प्रमाण यांसारख्या घटकांवर अवलंबून असतात. यापैकी, कॅल्सीनेशननंतरच्या सक्रियतेवर कॅओलिनच्या संरचनेच्या स्फटिकतेचा सर्वात मोठा परिणाम होतो. कच्च्या धातूच्या गुणधर्मांचे विश्लेषण करण्यासाठी एक्सआरडी (XRD), टीजी-डीटीए (TG-DTA), आयआर (IR) आणि इतर पद्धती वापरल्या गेल्या. फ्रँटिनी चाचणी, चालकता चाचणी आणि सामर्थ्य सक्रियता निर्देशांक यांसारख्या पद्धतींद्वारे कॅओलिनची सक्रियता निश्चित केली गेली. फ्रँटिनी चाचणी आणि सामर्थ्य सक्रियता निर्देशांक चाचणी या सर्वात अचूक पद्धती होत्या.
मेटाकॅओलिन (संक्षिप्त रूपात MK) हे एक निर्जल ॲल्युमिनियम सिलिकेट (Al2O3 • 2SiO2, AS2) आहे, जे कॅओलिनच्या (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) योग्य तापमानावर (600-900 ℃) निर्जलीकरणाने तयार होते. कॅओलिन हे स्तरित सिलिकेट संरचनेचे आहे, आणि त्याचे थर व्हॅन डर वाल्स बंधांनी जोडलेले असतात, ज्यात OH – आयन घट्टपणे बांधलेले असतात. जेव्हा कॅओलिनला हवेत गरम केले जाते, तेव्हा त्यात अनेक संरचनात्मक बदल होतात. सुमारे 600 ℃ पर्यंत गरम केल्यावर, निर्जलीकरणामुळे कॅओलिनची स्तरित रचना नष्ट होते, आणि कमी स्फटिकता असलेला एक संक्रमणकालीन टप्पा – मेटाकॅओलिन – तयार होतो.
मेटाकॅओलिनच्या अनियमित आण्विक रचनेमुळे, ते एक थर्मोडायनॅमिक मेटास्टेबल अवस्था दर्शवते आणि योग्य उत्तेजनाखाली सिमेंटसारखे गुणधर्म दाखवते. मेटाकॅओलिन हा एक अत्यंत सक्रिय कृत्रिम ज्वालामुखी राखेचा पदार्थ आहे जो Ca(OH)₂ (CH₄) आणि पाण्यासोबत अभिक्रिया करून सिमेंटसारखी हायड्रेशन उत्पादने तयार करू शकतो. या वैशिष्ट्याचा उपयोग करून, जेव्हा सिमेंटसाठी ॲडमिक्चर म्हणून वापरले जाते, तेव्हा ते सिमेंट हायड्रेशन प्रक्रियेदरम्यान निर्माण होणाऱ्या CH₄ सोबत अभिक्रिया करू शकते, ज्यामुळे सिमेंटचे काही विशिष्ट गुणधर्म सुधारू शकतात.
मेटाकॅओलिन (MK) हे उच्च तापमानावर कॅओलिनच्या निर्जलीकरणाने तयार होणारे उत्पादन आहे आणि कॅल्सिनेशन तापमान उत्पादनाच्या सक्रियतेवर परिणाम करू शकते.
जेव्हा तापमान ९५० ℃ पेक्षा जास्त वाढते, तेव्हा उत्पादनाचे स्फटिकीकरण होऊ लागते आणि त्याचे मुलाइट व क्रिस्टोबलाइटमध्ये रूपांतर होते.
त्याची आर्द्रता टिकवून ठेवण्याची क्षमता नाहीशी होईल.
रबर, प्लॅस्टिक आणि कोटिंग्ज यांसारख्या पॉलिमर पदार्थांच्या उत्पादन उद्योगात कॅल्साइन्ड केओलिन हा एक सामान्यपणे वापरला जाणारा अजैविक फिलर आहे. यामुळे या उत्पादनांची किंमत कमी होऊ शकते, तसेच पदार्थांचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म सुधारतात.