1) Цемент ерітіндісі мен ерітіндісінің беріктігін арттыру бетонның жоғары өнімділігінің белгілерінің бірі болып табылады. Метакаолин қосудың негізгі мақсаттарының бірі - цемент ерітіндісі мен бетонның беріктігін арттыру.

Пун және т.б., Оның 28d және 90d беріктігі метакаолин цементіне тең, бірақ оның алғашқы беріктігі эталондық цементке қарағанда төмен. Талдау бұл қолданылатын кремний ұнтағының қатты агломерациясымен және цемент ерітіндісіндегі жеткіліксіз дисперсиямен байланысты болуы мүмкін екенін көрсетеді.

(2) Ли Келян және т.б. (2005) цемент бетонының беріктігін арттыру үшін метакаолиннің белсенділігіне күйдіру температурасының, күйдіру уақытының және каолиндегі SiO2 және A12O3 мөлшерінің әсерін зерттеді. Жоғары беріктіктегі бетон және топырақ полимерлері метакаолинді пайдаланып дайындалды. Нәтижелер метакаолиннің мөлшері 15% және су цементінің қатынасы 0,4 болғанда, 28 күндегі сығылу беріктігі 71,9 МПа болатынын көрсетеді. Метакаолиннің мөлшері 10% және су цементінің қатынасы 0,375 болғанда, 28 күндегі сығылу беріктігі 73,9 МПа болады. Сонымен қатар, метакаолиннің мөлшері 10% болғанда, оның белсенділік индексі 114-ке жетеді, бұл кремний ұнтағының бірдей мөлшерінен 11,8%-ға жоғары. Сондықтан метакаолинді жоғары беріктіктегі бетон дайындау үшін пайдалануға болады деп есептеледі.

0, 0,5%, 10% және 15% метакаолин мөлшері бар бетонның осьтік созылу кернеуі мен деформациясының байланысы зерттелді. Метакаолин мөлшерінің артуымен бетонның осьтік созылу беріктігінің шыңдық деформациясы айтарлықтай артқаны және созылу серпімділік модулі іс жүзінде өзгеріссіз қалғаны анықталды. Дегенмен, бетонның сығылу беріктігі айтарлықтай артты, ал сығылу беріктігінің қатынасы сәйкесінше төмендеді. 15% каолин мөлшері бар бетонның созылу беріктігі мен сығылу беріктігі сәйкесінше эталондық бетонның 128% және 184% құрайды.
Метакаолиннің аса ұсақ ұнтағының бетонға беріктік әсерін зерттеген кезде, сол сұйықтық жағдайында 10% метакаолин бар ерітіндінің сығылу беріктігі мен иілу беріктігі 28 күннен кейін 6%-дан 8%-ға дейін артқаны анықталды. Метакаолинмен араласқан бетонның беріктігінің ерте дамуы стандартты бетонға қарағанда айтарлықтай жылдам болды. Стандартты бетонмен салыстырғанда, 15% метакаолин бар бетонның 3D осьтік сығылу беріктігі 84%-ға және 28d осьтік сығылу беріктігі 80%-ға артты, ал статикалық серпімділік модулі 3D 9%-ға және 28d 8%-ға артты.

Метакаолин топырағы мен қождың аралас пропорциясының бетонның беріктігі мен төзімділігіне әсері зерттелді. Нәтижелер метакаолинді қож бетонына қосу бетонның беріктігі мен төзімділігін арттыратынын және қождың цементке оңтайлы қатынасы шамамен 3:7 екенін, нәтижесінде бетонның идеалды беріктігіне қол жеткізілетінін көрсетеді. Композиттік бетонның доға айырмашылығы метакаолиннің жанартау күлінің әсеріне байланысты бір қож бетонына қарағанда сәл жоғары. Оның бөліну беріктігі эталондық бетонға қарағанда жоғары.

Бетонның жұмысқа жарамдылығы, сығылу беріктігі және беріктігі цементтің орнына метакаолинді, ұшқыш күлді және шлакты пайдалану және бетон дайындау үшін метакаолинді ұшқыш күлмен және шлакты бөлек араластыру арқылы зерттелді. Нәтижелер метакаолин 5%-дан 25%-ға дейінгі цементті тең мөлшерде алмастырған кезде, барлық жастағы бетонның сығылу беріктігі жақсаратынын көрсетеді; метакаолин цементті тең мөлшерде 20%-ға алмастыру үшін қолданылған кезде, әр жастағы сығылу беріктігі өте қолайлы, ал оның 3d, 7d және 28d беріктігі метакаолин қосылмаған бетонға қарағанда сәйкесінше 26,0%, 14,3% және 8,9%-ға жоғары. Бұл II типті портландцемент үшін метакаолин қосу дайындалған бетонның беріктігін жақсарта алатынын көрсетеді.

Энергияны үнемдеу, тұтынуды азайту және қалдықтарды қазынаға айналдыру мақсатына жету үшін дәстүрлі портландцементтің орнына геополимерлі цемент дайындау үшін болат шлак, метакаолин және басқа материалдарды негізгі шикізат ретінде пайдалану. Нәтижелер көрсеткендей, болат пен ұшатын күлдің мөлшері 20% болғанда, сынақ блогының беріктігі 28 күнде өте жоғары деңгейге жетеді (95,5 МПа). Қосылған болат шлакының мөлшері артқан сайын, ол геополимерлі цементтің кішіреюін азайтуда да белгілі бір рөл атқара алады.

«Портлендцемент+белсенді минералды қоспа+жоғары тиімді суды қалпына келтіретін агент» техникалық бағытын, магниттелген су бетон технологиясын және дәстүрлі дайындау процестерін қолдана отырып, жергілікті көздерден алынған тастар мен қож сияқты шикізатты пайдалана отырып, төмен көміртекті және аса жоғары беріктіктегі тас қож бетонын дайындау бойынша тәжірибелер жүргізілді. Нәтижелер метакаолиннің тиісті дозасы 10% екенін көрсетеді. Өте жоғары беріктіктегі тас қож бетонының бірлік массасына шаққандағы цемент үлесінің массаға қатынасы кәдімгі бетонға қарағанда шамамен 4,17 есе, жоғары беріктіктегі бетонға (HSC) қарағанда 2,49 есе және реактивті ұнтақ бетонға (RPC) қарағанда 2,02 есе көп. Сондықтан, төмен дозалы цементпен дайындалған аса жоғары беріктіктегі тас қож бетоны төмен көміртекті экономика дәуіріндегі бетонның даму бағыты болып табылады.

(3) Бетонға аязға төзімді каолин қосқаннан кейін, бетонның кеуек өлшемі айтарлықтай азаяды, бұл бетонның қатып қалу-еру циклін жақсартады. Белгілі бір мөлшерде қатып қалу-еру циклдерінде 28 күндік жасында 15% каолин мөлшері бар бетон үлгісінің серпімділік модулі 28 күндік жасында эталондық бетонға қарағанда айтарлықтай жоғары. Метакаолин мен басқа да минералды ультраұсақ ұнтақтарды бетонға композиттік қолдану бетонның беріктігін де айтарлықтай жақсарта алады.