يُعد الميتاكاولين، وهو نوع من الرماد البركاني، بديلاً ممتازاً للإسمنت نظراً لانخفاض استهلاكه للطاقة وتلوثه البيئي أثناء عملية التكليس، فضلاً عن قدرته على تحسين بعض خصائص إسمنت بورتلاند، كالقوة والمتانة، عند استخدامه في الخلطات الإسمنتية. في السنوات الأخيرة، كرّس العديد من الباحثين جهودهم لدراسة نشاط الكاولين الناتج عن الرماد البركاني. تُبيّن هذه المقالة درجة حرارة ووقت التكليس الأمثل للكاولين، والعوامل المؤثرة على نشاطه، وطرق الكشف عن خصائصه ونشاطه. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن درجة حرارة ووقت التكليس الأمثل للكاولين يتأثران بعوامل مثل التركيب المعدني، والتبلور، ومحتوى الكاولين، حيث يُعد تبلور بنية الكاولين العامل الأكثر تأثيراً على نشاطه بعد التكليس. استُخدمت تقنيات حيود الأشعة السينية (XRD)، والتحليل الحراري الوزني التفاضلي (TG-DTA)، والأشعة تحت الحمراء (IR)، وغيرها من الطرق لتحليل خصائص الخام. وتم تحديد نشاط الكاولين من خلال طرق مثل اختبار فرانتيني، واختبار التوصيل الكهربائي، ومؤشر نشاط القوة. كانت أكثر الطرق دقة هي اختبار فرانتيني واختبار مؤشر النشاط البدني.
الميتاكاولين (يُختصر بـ MK) هو سيليكات ألومنيوم لا مائي (Al₂O₃ • 2SiO₂، AS₂) يتكون من تجفيف الكاولين (Al₂O₃ • 2SiO₂ • 2 H₂O، AS₂H₂) عند درجة حرارة مناسبة (600-900 درجة مئوية). ينتمي الكاولين إلى بنية السيليكات الطبقية، وترتبط طبقاته بروابط فان دير فالس، مع وجود أيونات الهيدروكسيل (OH⁻) مرتبطة بقوة داخلها. عند تسخين الكاولين في الهواء، يخضع لعدة تغيرات بنيوية. عند تسخينه إلى حوالي 600 درجة مئوية، تنهار البنية الطبقية للكاولين نتيجةً للتجفيف، مُكَوِّنةً طورًا انتقاليًا ضعيف التبلور - الميتاكاولين.
بسبب الترتيب الجزيئي غير المنتظم للميتاكاولين، فإنه يُظهر حالة شبه مستقرة ديناميكيًا حراريًا، ويُظهر خصائص إسمنتية عند تعرضه لتحفيز مناسب. الميتاكاولين مادة رماد بركاني اصطناعية عالية النشاط، تتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)₂(CH)₄) والماء لإنتاج نواتج إماهة مشابهة للإسمنت. وباستغلال هذه الخاصية، عند استخدامه كمادة مضافة للإسمنت، فإنه يتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم الناتج أثناء عملية إماهة الإسمنت، مما يُحسّن بعض خصائص الإسمنت.
الميتاكاولين (MK) هو منتج يتكون عن طريق تجفيف الكاولين في درجات حرارة عالية، ويمكن أن تؤثر درجة حرارة التكليس على نشاط المنتج.
عندما ترتفع درجة الحرارة فوق 950 درجة مئوية، يبدأ المنتج في التبلور والتحول إلى الموليت والكريستوباليت.
سيفقد قدرته على ترطيب الجسم.
يُعد الكاولين المكلس مادة مالئة غير عضوية شائعة الاستخدام في صناعة المواد البوليمرية مثل المطاط والبلاستيك والطلاءات. ويمكنه خفض تكلفة هذه المنتجات، وخاصة تحسين الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمواد.