જ્વાળામુખીની રાખના એક પ્રકાર તરીકે, મેટાકાઓલિન સિમેન્ટનો ઉત્તમ વિકલ્પ છે કારણ કે તે કેલ્સિનેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓછી ઉર્જા વપરાશ અને ઓછા પર્યાવરણીય પ્રદૂષણને કારણે, અને મિશ્ર સિમેન્ટમાં બનાવવામાં આવે ત્યારે પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટના ચોક્કસ ગુણધર્મો, જેમ કે તાકાત અને ટકાઉપણું સુધારવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, ઘણા વિદ્વાનો કાઓલિનની જ્વાળામુખીની રાખ પ્રવૃત્તિનો અભ્યાસ કરવા માટે સમર્પિત છે. આ લેખ કાઓલિનના શ્રેષ્ઠ કેલ્સિનેશન તાપમાન અને સમય, તેની પ્રવૃત્તિને અસર કરતા પરિબળો અને કાઓલિનના ગુણધર્મો અને પ્રવૃત્તિ શોધવા માટેની પદ્ધતિઓની રૂપરેખા આપે છે. અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે કાઓલિન માટે શ્રેષ્ઠ કેલ્સિનેશન તાપમાન અને સમય ખનિજ રચના, સ્ફટિકીયતા અને કાઓલિન સામગ્રી જેવા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમાંથી કાઓલિન માળખાની સ્ફટિકીયતા કેલ્સિનેશન પછી તેની પ્રવૃત્તિ પર સૌથી વધુ અસર કરે છે. કાચા અયસ્કના ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ કરવા માટે XRD, TG-DTA, IR અને અન્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. કાઓલિનની પ્રવૃત્તિ ફ્રેન્ટિની પરીક્ષણ, વાહકતા પરીક્ષણ અને તાકાત પ્રવૃત્તિ સૂચકાંક જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવી હતી. સૌથી સચોટ પદ્ધતિઓ ફ્રેન્ટિની પરીક્ષણ અને તાકાત પ્રવૃત્તિ સૂચકાંક પરીક્ષણ હતી.
મેટાકાઓલિન (સંક્ષિપ્તમાં MK) એ એક નિર્જળ એલ્યુમિનિયમ સિલિકેટ (Al2O3 • 2SiO2, AS2) છે જે યોગ્ય તાપમાન (600-900 ℃) પર કાઓલિન (Al2O3 • 2SiO2 • 2 H2O, AS2H2) ના નિર્જલીકરણ દ્વારા રચાય છે. કાઓલિન સ્તરીય સિલિકેટ માળખાનું છે, અને સ્તરો વાન ડેર વાલ્સ બોન્ડ દ્વારા બંધાયેલા છે, જેમાં OH - આયનો તેની અંદર મજબૂત રીતે બંધાયેલા છે. જ્યારે કાઓલિનને હવામાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઘણા માળખાકીય ફેરફારોમાંથી પસાર થાય છે. જ્યારે લગભગ 600 ℃ સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કાઓલિનનું સ્તરીય માળખું નિર્જલીકરણને કારણે નાશ પામે છે, જે નબળી સ્ફટિકીયતા સાથે સંક્રમણ તબક્કો બનાવે છે - મેટાકાઓલિન.
મેટાકાઓલિનની અનિયમિત પરમાણુ ગોઠવણીને કારણે, તે થર્મોડાયનેમિક મેટાસ્ટેબલ સ્થિતિ દર્શાવે છે અને યોગ્ય ઉત્તેજના હેઠળ સિમેન્ટિટિયસ ગુણધર્મો દર્શાવે છે. મેટાકાઓલિન એક અત્યંત સક્રિય કૃત્રિમ જ્વાળામુખી રાખ સામગ્રી છે જે Ca (OH) 2 (CH) અને પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને સિમેન્ટ જેવા હાઇડ્રેશન ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ સુવિધાનો ઉપયોગ કરીને, જ્યારે સિમેન્ટ માટે મિશ્રણ તરીકે ઉપયોગ થાય છે, ત્યારે તે સિમેન્ટ હાઇડ્રેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા CH સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે, જે સિમેન્ટના ચોક્કસ ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે.
મેટાકાઓલિન (MK) એ એક ઉત્પાદન છે જે ઉચ્ચ તાપમાને કાઓલિનના નિર્જલીકરણ દ્વારા બને છે, અને કેલ્સિનેશન તાપમાન ઉત્પાદનની પ્રવૃત્તિને અસર કરી શકે છે.
જ્યારે તાપમાન 950 ℃ થી ઉપર વધે છે, ત્યારે ઉત્પાદન સ્ફટિકીકરણ કરવાનું શરૂ કરે છે અને મુલાઇટ અને ક્રિસ્ટોબાલાઇટમાં રૂપાંતરિત થાય છે,
તે તેની હાઇડ્રેશન પ્રવૃત્તિ ગુમાવશે.
કેલ્સાઈન્ડ કાઓલિન એ રબર, પ્લાસ્ટિક અને કોટિંગ જેવા પોલિમર મટિરિયલ્સના ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતું અકાર્બનિક ફિલર છે. તે આ ઉત્પાદનોની કિંમત ઘટાડી શકે છે, ખાસ કરીને સામગ્રીના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં સુધારો કરી શકે છે.