متاکائولن و یا متاکائولینت یک آلومینوسیلیکات فراواکنشی با توانایی ارائه خواص مکانیکی و دوام مشابه با میکروسیلیس میباشد. بر خلاف خاکستر بادی، سرباره کوره آهنگدازی و میکروسیلیس که محصول فرعی در تولید یک محصول دیگر میباشند، متاکائولن منحصراً برای مواد مکمل سیمانی تولید میشود. نیاز است که متاکائولن به عنوان یک پوزولان کلاس N (طبیعی) با الزامات ذکر شده در ASTM C 618 مطابقت داشته باشد.
مادۀ خام لازم برای تولید متاکائولن، خاک کائولن میباشد که به عنوان خاک چینی نیز شناخته میشود. در خالص‌ترین شکل، خاک کائولن بسیار ریز و یک کانی سفید است و عمدتاً از آلومینیوم هیدراته دی سیلیکات Al2Si2O5(OH)4 تشکیل شده است. درجه حرارتی که در آن کائولن به ساختار کریستالی متاکائولن تبدیل میشود در حدوده 600 تا C°800 (1100 تا F°1500) میباشد.
اگر ماده در جریان پخت کمتر حرارات داده شود، تبدیل فاز معدنی آمورفوس رخ نخواهد داد و ماده به‌طور مناسب پوزولانی نخواهد شد. اگر بیشتر پخته شود، دچار کلوخه شدگی[1] شده و شکلی از مواد مرده- سخته[2] و مولایت[3] غیر واکنشی (3Al2O3–2SiO2) رخ خواهد داد. بنابراین، درجه حرارت در تبدیل خاک کائولن به پوزولان فراواکنشی متاکائولن بسیار حساس است. متاکائولن به کیفیت مواد مکمل سیمانی افزوده و عملکرد بالایی در مقایسه با میکروسیلیس دارد (1994، Caldarone و همکاران).
گذشته از پتانسیل کسب مقاومت بالا و نفوذپذیری کمتر متاکائولن نسبت به میکروسیلیس[1]، با استفاده از این ماده میتوان خواص ساختپذیری بهتری به دست آورد. رنگ و اندازۀ ذرات از جمله مزایای اصلی این مواد است. به دلیل اینکه متوسط اندازۀ ذرات متاکائولن 20 الی 30 برابر بزرگتر از متوسط اندازۀ ذرات میکروسیلیس است، مقدار تقاضای آب متاکائولن کمتر است. از این رو، برای جبران تقاضای آب به مواد افزودنی فوق کاهندۀ آب کمتری نیاز دارد. در نتیجه، در بتن پرمقاومت، کارایی و پرداخت پذیری بهبود یافته و گرایش به دی هیدراسیون سطحی و ترک خوردگی خمیری کاهش می‌یابد. متاکائولن رنگی روشن‌تر از میکروسیلیس دارد و موجب تیرگی رنگ خمیر و یا ملات نخواهد شد. از این رو، از دیدگاه معماری نیز مجالی برای توسعۀ عملکرد فراهم میشود.
[1]. هنگامی که بر اساس یک قیاس جرمی معادل بررسی شد.
به‌منظور جبران تقاضای آب زیاد، استفاده از مواد افزودنی فوق کاهندۀ آب (HRWR) امری متداول است. همانطور که قبلاً نیز ذکر شد، با میکروسیلیس استفاده از مواد فوق کاهنده آب یک ضرورت محسوب میشود. به ندرت میکروسیلیس بدون کمک از HRWR در بتن مورد استفاده قرار میگیرد. متاکائولن یک پوزولان واکنشی است که اندارۀ ذرات آن به‌طور قابل توجهی بزرگتر است. بتن دارای متاکائولن به انضمام HRWR کمتر، قوامی معادل با بتن دارای میکروسیلیس خواهد داشت و در نتیجه، با افزایش کارایی و هزینه های کمتر همراه است. علاوه بر این، بتن حاوی میکروسیلیس، آب انداختن و یا تراوش معناداری ندارد و با توجه به اندازۀ ذرات میکروسیلیس، ترک خوردگی جمع شدگی پلاستیک دور از ذهن نیست. متاکائولن با اندازه ذرات بزرگتر، کمتر در معرض ترک خوردگی پلاستیک است و پرداختپذیری بهتری به نمایش میگذارد.
سلام ممنون آموزنده بود