Como um tipo de material de cinza vulcânica, o metacaulim é um excelente substituto para o cimento devido ao seu baixo consumo de energia e baixa poluição ambiental durante o processo de calcinação, além de sua capacidade de melhorar certas propriedades do cimento Portland, como resistência e durabilidade, quando incorporado em cimento misto. Nos últimos anos, muitos pesquisadores têm se dedicado ao estudo da atividade do caulim proveniente de cinzas vulcânicas. Este artigo descreve a temperatura e o tempo ideais de calcinação do caulim, os fatores que afetam sua atividade e os métodos para detectar as propriedades e a atividade do caulim. Estudos anteriores mostraram que a temperatura e o tempo ideais de calcinação do caulim são influenciados por fatores como composição mineral, cristalinidade e teor de caulim, sendo a cristalinidade da estrutura do caulim o fator que tem maior impacto em sua atividade após a calcinação. As propriedades do minério bruto foram analisadas por meio de técnicas como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica diferencial (TG-DTA), espectroscopia no infravermelho (IV) e outras. A atividade do caulim foi determinada por meio de métodos como o teste de Frantini, o teste de condutividade e o índice de atividade de resistência. Os métodos mais precisos foram o teste de Frantini e o teste de índice de atividade de resistência.
O metacaulim (abreviado como MK) é um silicato de alumínio anidro (Al₂O₃ • 2SiO₂, AS₂) formado pela desidratação do caulim (Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2 H₂O, AS₂H₂) a uma temperatura adequada (600-900 °C). O caulim possui uma estrutura de silicato em camadas, e as camadas são unidas por ligações de van der Waals, com íons OH⁻ firmemente ligados em seu interior. Quando o caulim é aquecido ao ar, ele sofre diversas alterações estruturais. Ao ser aquecido a cerca de 600 °C, a estrutura em camadas do caulim é destruída devido à desidratação, formando uma fase de transição com baixa cristalinidade – o metacaulim.
Devido ao arranjo molecular irregular do metacaulim, este apresenta um estado termodinâmico metaestável e exibe propriedades cimentícias sob excitação apropriada. O metacaulim é um material de cinza vulcânica artificial altamente ativo que pode reagir com Ca(OH)₂(CH) e água para produzir produtos de hidratação semelhantes ao cimento. Ao utilizar essa característica, quando usado como aditivo para cimento, ele pode reagir com o CH gerado durante o processo de hidratação do cimento, o que pode melhorar certas propriedades do cimento.
O metacaulim (MK) é um produto formado pela desidratação do caulim em altas temperaturas, e a temperatura de calcinação pode afetar a atividade do produto.
Quando a temperatura sobe acima de 950 ℃, o produto começa a cristalizar e se transformar em mulita e cristobalita.
Ela perderá sua capacidade de hidratação.
O caulim calcinado é um enchimento inorgânico comumente usado na indústria de fabricação de materiais poliméricos, como borracha, plásticos e revestimentos. Ele pode reduzir o custo desses produtos, além de melhorar as propriedades físicas e químicas dos materiais.