1) A cementpép és -habarcs szilárdságának javítása a beton nagy teljesítményének egyik jellemzője. A metakaolin hozzáadásának egyik fő célja a cementhabarcs és a beton szilárdságának javítása.

Poon és munkatársai szerint 28 és 90 fokos szilárdsága megegyezik a metakaolincementével, de korai szilárdsága alacsonyabb, mint a referenciacementé. Az elemzés arra utal, hogy ez összefüggésben állhat a felhasznált szilíciumpor súlyos agglomerációjával és a cementszuszpenzióban való elégtelen diszperzióval.

(2) Li Keliang és munkatársai (2005) tanulmányozták a kaolin kalcinálási hőmérsékletének, kalcinálási idejének, valamint SiO2 és A12O3 tartalmának hatását a metakaolin cementbeton szilárdságának javítására gyakorolt ​​aktivitására. Nagy szilárdságú betont és talajpolimereket állítottak elő metakaolin felhasználásával. Az eredmények azt mutatják, hogy 15% metakaolin-tartalom és 0,4 víz-cement arány esetén a nyomószilárdság 28 nap elteltével 71,9 MPa. 10% metakaolin-tartalom és 0,375 víz-cement arány esetén a nyomószilárdság 28 nap elteltével 73,9 MPa. Továbbá 10% metakaolin-tartalom esetén az aktivitási indexe eléri a 114-et, ami 11,8%-kal magasabb, mint ugyanennyi szilíciumpor esetében. Ezért úgy vélik, hogy a metakaolin felhasználható nagy szilárdságú beton előállítására.

A 0, 0,5%, 10% és 15% metakaolintartalmú beton axiális szakítófeszültség-nyúlás összefüggését vizsgálták. Megállapították, hogy a metakaolintartalom növekedésével a beton axiális szakítószilárdságának csúcsfeszültsége jelentősen nőtt, míg a szakító-rugalmassági modulusa gyakorlatilag változatlan maradt. A beton nyomószilárdsága azonban jelentősen nőtt, míg a nyomószilárdsági arány ennek megfelelően csökkent. A 15% kaolintartalmú beton szakítószilárdsága és nyomószilárdsága a referencia beton 128%, illetve 184%-a.
A metakaolin ultrafinom porának betonra gyakorolt ​​erősítő hatásának vizsgálatakor azt találták, hogy azonos folyékonyság mellett a 10% metakaolint tartalmazó habarcs nyomószilárdsága és hajlítószilárdsága 28 nap után 6%-8%-kal nőtt. A metakaolinnal kevert beton korai szilárdságfejlődése szignifikánsan gyorsabb volt, mint a standard betoné. A referencia betonhoz képest a 15% metakaolint tartalmazó beton 84%-kal növelte a 3D axiális nyomószilárdságát és 80%-kal a 28d axiális nyomószilárdságát, míg a statikus rugalmassági modulus 9%-kal nőtt 3D-ben és 8%-kal a 28d-ben.

Vizsgálták a metakaolin talaj és salak kevert arányának a beton szilárdságára és tartósságára gyakorolt ​​hatását. Az eredmények azt mutatják, hogy a metakaolin hozzáadása a salakbetonhoz javítja a beton szilárdságát és tartósságát, és a salak:cement optimális aránya körülbelül 3:7, ami ideális betonszilárdságot eredményez. A kompozit beton ívkülönbsége valamivel nagyobb, mint az egyrétegű salakbetoné a metakaolin vulkáni hamu hatása miatt. Hasítószilárdsága magasabb, mint a referencia betoné.

A beton bedolgozhatóságát, nyomószilárdságát és tartósságát metakaolin, pernye és salak cementhelyettesítőként történő alkalmazásával, valamint a metakaolin pernyével és salakkal való külön keverésével vizsgálták a beton előállításához. Az eredmények azt mutatják, hogy amikor a metakaolin 5-25% cementet helyettesít egyenlő mennyiségben, a beton nyomószilárdsága minden korban javul; amikor a metakaolint 20%-ban, egyenlő mennyiségben használják a cement helyettesítésére, a nyomószilárdság minden korban ideális, és a szilárdsága 3, 7 és 28 napnál 26,0%, 14,3% és 8,9%-kal magasabb, mint a metakaolin hozzáadása nélküli betoné. Ez azt jelzi, hogy a II. típusú portlandcement esetében a metakaolin hozzáadása javíthatja az elkészített beton szilárdságát.

A hagyományos portlandcement helyett acélsalak, metakaolin és más anyagok felhasználásával készült geopolimer cement fő nyersanyaga az energiatakarékosság, a fogyasztáscsökkentés és a hulladék kincsekké alakítása. Az eredmények azt mutatják, hogy amikor az acél- és pernyetartalom egyaránt 20%, a tesztblokk szilárdsága 28 nap után nagyon magas (95,5 MPa). A hozzáadott acélsalak mennyiségének növekedésével az is szerepet játszhat a geopolimer cement zsugorodásának csökkentésében.

A „portlandcement + aktív ásványi adalék + nagy hatékonyságú vízcsökkentő szer” technikai útvonalát, a mágnesezett vizes betontechnológiát és a hagyományos előkészítési eljárásokat alkalmazva kísérleteket végeztek alacsony széntartalmú és ultranagy szilárdságú kősalakbeton előállítására olyan nyersanyagok felhasználásával, mint a kövek és a salak, széles körű helyi forrásokból. Az eredmények azt mutatják, hogy a metakaolin megfelelő dózisa 10%. Az ultranagy szilárdságú kősalakbeton cementtartalmának tömeg-szilárdság aránya tömegegységre vetítve körülbelül 4,17-szerese a hagyományos betonnak, 2,49-szerese a nagy szilárdságú betonnak (HSC) és 2,02-szerese a reaktív porbetonnak (RPC). Ezért az alacsony széntartalmú cementtel készített ultranagy szilárdságú kősalakbeton a betonfejlesztés iránya az alacsony széntartalmú gazdaság korszakában.

(3) A fagyálló kaolin betonhoz való hozzáadása után a beton pórusmérete jelentősen csökken, javítva a beton fagyás-olvadási ciklusát. Bizonyos számú fagyás-olvadási ciklus után a 15%-os kaolintartalmú betonminta rugalmassági modulusa 28 napos korban jelentősen magasabb, mint a referenciabetoné 28 napos korban. A metakaolin és más ásványi ultrafinom porok betonban történő alkalmazása szintén jelentősen javíthatja a beton tartósságát.