1) Баланд бардоштани мустаҳкамии маҳлули семент ва гил яке аз нишонаҳои самаранокии баланди бетон аст. Яке аз ҳадафҳои асосии илова кардани метакаолин беҳтар кардани мустаҳкамии маҳлули семент ва бетон мебошад.

Пун ва ҳамкорон, Қувваи он дар 28d ва 90d ба қувваи сементи метакаолин баробар аст, аммо қувваи аввали он аз сементи стандартӣ пасттар аст. Таҳлилҳо нишон медиҳанд, ки ин метавонад бо агломератсияи шадиди хокаи кремнийи истифодашуда ва парокандагии нокифоя дар маҳлули семент алоқаманд бошад.

(2) Ли Келян ва ҳамкорон (2005) таъсири ҳарорати калсинатсия, вақти калсинатсия ва миқдори SiO2 ва A12O3 дар каолинро ба фаъолияти метакаолин барои беҳтар кардани мустаҳкамии бетони сементӣ омӯхтанд. Полимерҳои бетон ва хоки баландқувват бо истифода аз метакаолин омода карда шуданд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте ки миқдори метакаолин 15% ва таносуби сементи об 0,4 аст, қувваи фишурдашавӣ дар 28 рӯз 71,9 МПа аст. Вақте ки миқдори метакаолин 10% ва таносуби сементи об 0,375 аст, қувваи фишурдашавӣ дар 28 рӯз 73,9 МПа аст. Ғайр аз ин, вақте ки миқдори метакаолин 10% аст, индекси фаъолияти он ба 114 мерасад, ки 11,8% аз ҳамон миқдори хокаи кремний баландтар аст. Аз ин рӯ, боварӣ доранд, ки метакаолинро барои тайёр кардани бетони баландқувват истифода бурдан мумкин аст.

Муносибати шиддати кашиш ва деформатсияи меҳварии бетон бо миқдори 0, 0,5%, 10% ва 15% метакаолин омӯхта шуд. Муайян карда шуд, ки бо афзоиши миқдори метакаолин, деформатсияи авҷи қувваи кашиш дар меҳварии бетон ба таври назаррас афзоиш ёфтааст ва модули чандирии кашиш асосан бетағйир боқӣ мондааст. Аммо, қувваи фишурдашавии бетон ба таври назаррас афзоиш ёфтааст, дар ҳоле ки таносуби қувваи фишурдашавӣ мутаносибан коҳиш ёфтааст. Қувваи кашиш ва қувваи фишурдашавии бетон бо миқдори 15% каолин мутаносибан 128% ва 184% бетони истинодиро ташкил медиҳанд.
Ҳангоми омӯзиши таъсири мустаҳкамкунии хокаи ултрамайдаи метакаолин ба бетон, муайян карда шуд, ки дар зери ҳамон моеъӣ, қувваи фишурдашавӣ ва қувваи хамшавии маҳлул, ки дорои 10% метакаолин аст, пас аз 28 рӯз аз 6% то 8% афзоиш ёфтааст. Рушди аввали мустаҳкамии бетони омехта бо метакаолин нисбат ба бетони стандартӣ хеле зудтар буд. Дар муқоиса бо бетони стандартӣ, бетони дорои 15% метакаолин 84% қувваи фишурдашавии меҳварии 3D ва 80% қувваи фишурдашавии меҳварии 28d афзоиш ёфтааст, дар ҳоле ки модули эластикии статикӣ 9% афзоиши 3D ва 8% афзоиши 28d дорад.

Таъсири таносуби омехтаи хоки метакаолин ва шлак ба мустаҳкамӣ ва устувории бетон омӯхта шуд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки илова кардани метакаолин ба бетони шлак мустаҳкамӣ ва устувории бетонро беҳтар мекунад ва таносуби оптималии шлак ба семент тақрибан 3:7 аст, ки боиси мустаҳкамии идеалии бетон мегардад. Фарқи байни камонҳои бетони композитӣ нисбат ба бетони шлаки якка аз сабаби таъсири хокистари вулқонии метакаолин каме баландтар аст. Мустаҳкамии кашиши он нисбат ба бетони стандартӣ баландтар аст.

Қобилияти коршоямӣ, қувваи фишурдашавӣ ва устувории бетон бо истифода аз метакаолин, хокистари парвозкунанда ва шлак ҳамчун ивазкунандаи семент ва омехта кардани метакаолин бо хокистари парвозкунанда ва шлак алоҳида барои тайёр кардани бетон омӯхта шуд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте метакаолин аз 5% то 25% сементро ба миқдори баробар иваз мекунад, қувваи фишурдашавии бетон дар ҳама синну сол беҳтар мешавад; Вақте ки метакаолин барои иваз кардани семент ба миқдори баробар 20% истифода мешавад, қувваи фишурдашавӣ дар ҳар синну сол беҳтарин аст ва қувваи он дар 3d, 7d ва 28d мутаносибан 26,0%, 14,3% ва 8,9% нисбат ба бетони бе иловаи метакаолин баландтар аст. Ин нишон медиҳад, ки барои сементи Портленди навъи II, илова кардани метакаолин метавонад қувваи бетони омодашударо беҳтар кунад.

Истифодаи шлаки пӯлод, метакаолин ва дигар маводҳо ҳамчун ашёи хоми асосӣ барои тайёр кардани сементи геополимерӣ ба ҷои сементи анъанавии Портланд, бо мақсади ноил шудан ба ҳадафи сарфаи энергия, кам кардани истеъмол ва табдил додани партовҳо ба ганҷ. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте ки миқдори пӯлод ва хокистари парвозкунанда ҳарду 20% аст, мустаҳкамии блоки озмоишӣ дар 28 рӯз ба хеле баланд (95.5MPa) мерасад. Бо афзоиши миқдори шлаки пӯлоди иловашуда, он инчунин метавонад дар коҳиш додани коҳиши сементи геополимерӣ нақши муайян бозад.

Бо истифода аз роҳи техникии "сементи Портланд + омехтаи фаъоли минералӣ + агенти камкунандаи об бо самаранокии баланд", технологияи бетони обии магнитӣ ва равандҳои анъанавии тайёркунӣ, таҷрибаҳо оид ба тайёр кардани бетони сангии камкарбон ва қувваи ултрабаланд бо истифода аз ашёи хом ба монанди сангҳо ва сангҳо аз доираи васеи манбаъҳои маҳаллӣ гузаронида шуданд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки миқдори мувофиқи метакаолин 10% аст. Таносуби масса ба қувваи семент ба як массаи воҳиди бетони сангии сангии хеле баланд тақрибан 4,17 маротиба нисбат ба бетони оддӣ, 2,49 маротиба нисбат ба бетони баландқувват (HSC) ва 2,02 маротиба нисбат ба бетони хокаи реактивӣ (RPC) зиёдтар аст. Аз ин рӯ, бетони сангии хеле баландқувват, ки бо сементи миқдори кам омода карда мешавад, самти рушди бетон дар давраи иқтисоди камкарбон мебошад.

(3) Пас аз илова кардани каолини дорои муқовимат ба сармо ба бетон, андозаи сӯрохиҳои бетон ба таври назаррас кам мешавад ва давраи яхкунӣ ва обшавии бетонро беҳтар мекунад. Дар доираи шумораи муайяни давраҳои яхкунӣ ва обшавӣ, модули эластикии намунаи бетон бо миқдори 15% каолин дар синни 28-рӯза нисбат ба бетони истинодӣ дар синни 28-рӯза ба таври назаррас баландтар аст. Истифодаи мураккаби метакаолин ва дигар хокаҳои ултрамайдаи минералӣ дар бетон инчунин метавонад устувории бетонро ба таври назаррас беҳтар созад.