Kot vrsta vulkanskega pepela je metakaolin odličen nadomestek za cement zaradi nizke porabe energije in nizkega onesnaževanja okolja med procesom kalcinacije ter zaradi svoje sposobnosti izboljšanja nekaterih lastnosti portland cementa, kot sta trdnost in trajnost, ko je predelan v mešani cement. V zadnjih letih se je veliko znanstvenikov posvetilo preučevanju aktivnosti kaolina v vulkanskem pepelu. Ta članek opisuje optimalno temperaturo in čas kalcinacije kaolina, dejavnike, ki vplivajo na njegovo aktivnost, in metode za odkrivanje lastnosti in aktivnosti kaolina. Prejšnje študije so pokazale, da na optimalno temperaturo in čas kalcinacije kaolina vplivajo dejavniki, kot so mineralna sestava, kristaliničnost in vsebnost kaolina, med katerimi ima kristaliničnost strukture kaolina največji vpliv na njegovo aktivnost po kalcinaciji. Za analizo lastnosti surove rude so bile uporabljene metode XRD, TG-DTA, IR in druge. Aktivnost kaolina je bila določena z metodami, kot so Frantinijev test, test prevodnosti in indeks trdnostne aktivnosti. Najbolj natančni metodi sta bili Frantinijev test in test indeksa trdnostne aktivnosti.
Metakaolin (okrajšano MK) je brezvodni aluminijev silikat (Al2O3 • 2SiO2, AS2), ki nastane z dehidracijo kaolina (Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O, AS2H2) pri ustrezni temperaturi (600–900 ℃). Kaolin spada v plastovito silikatno strukturo, plasti pa so povezane z van der Waalsovimi vezmi, v katerih so trdno vezani ioni OH⁻. Ko se kaolin segreje na zraku, se v njem zgodi več strukturnih sprememb. Pri segrevanju na približno 600 ℃ se plastovita struktura kaolina zaradi dehidracije uniči in nastane prehodna faza s slabo kristaliničnostjo – metakaolin.
Zaradi nepravilne molekularne razporeditve metakaolina kaže termodinamično metastabilno stanje in cementne lastnosti ob ustrezni vzbujanju. Metakaolin je zelo aktiven umetni vulkanski pepel, ki lahko reagira s Ca(OH)2(CH) in vodo ter tvori hidratacijske produkte, podobne cementu. Z izkoriščanjem te lastnosti lahko pri uporabi kot dodatek cementu reagira s CH4, ki nastane med procesom hidratacije cementa, kar lahko izboljša nekatere lastnosti cementa.
Metakaolin (MK) je produkt, ki nastane z dehidracijo kaolina pri visokih temperaturah, temperatura kalcinacije pa lahko vpliva na aktivnost produkta.
Ko temperatura naraste nad 950 ℃, se izdelek začne kristalizirati in preoblikovati v mulit in kristobalit,
Izgubil bo svojo hidratacijsko aktivnost.
Kalcinirani kaolin je pogosto uporabljeno anorgansko polnilo v predelovalni industriji polimernih materialov, kot so guma, plastika in premazi. Lahko zmanjša stroške teh izdelkov, zlasti pa izboljša fizikalne in kemijske lastnosti materialov.