1) Підвищення міцності цементного розчину та розчину є однією з ознак високих експлуатаційних характеристик бетону. Однією з головних цілей додавання метакаоліну є підвищення міцності цементного розчину та бетону.

Пун та ін., Його міцність при 28 та 90 днях еквівалентна міцності метакаолінового цементу, але його рання міцність нижча, ніж у еталонного цементу. Аналіз показує, що це може бути пов'язано з сильною агломерацією використаного кремнієвого порошку та недостатньою дисперсією в цементному розчині.

(2) Лі Келян та ін. (2005) вивчали вплив температури випалу, часу випалу та вмісту SiO2 та A12O3 у каоліні на активність метакаоліну для підвищення міцності цементобетону. Високоміцний бетон та ґрунтові полімери були виготовлені з використанням метакаоліну. Результати показують, що при вмісті метакаоліну 15% та водоцементному співвідношенні 0,4 міцність на стиск через 28 днів становить 71,9 МПа. При вмісті метакаоліну 10% та водоцементному співвідношенні 0,375 міцність на стиск через 28 днів становить 73,9 МПа. Крім того, при вмісті метакаоліну 10% його індекс активності досягає 114, що на 11,8% вище, ніж у такої ж кількості кремнієвого порошку. Тому вважається, що метакаолін можна використовувати для приготування високоміцного бетону.

Було досліджено залежність між осьовим напруженням розтягу та деформацією бетону з вмістом метакаоліну 0, 0,5%, 10% та 15%. Було виявлено, що зі збільшенням вмісту метакаоліну пікова деформація осьової міцності на розтяг бетону значно збільшується, а модуль пружності при розтягу залишається практично незмінним. Однак міцність бетону на стиск значно збільшується, тоді як коефіцієнт міцності на стиск відповідно зменшується. Міцність на розтяг та міцність на стиск бетону з вмістом каоліну 15% становлять 128% та 184% від еталонного бетону відповідно.
Під час вивчення зміцнювального впливу ультрадисперсного порошку метакаоліну на бетон було виявлено, що за тієї ж текучості міцність на стиск та вигин розчину, що містить 10% метакаоліну, збільшилася на 6-8% через 28 днів. Ранній набір міцності бетону, змішаного з метакаоліном, був значно швидшим, ніж у стандартного бетону. Порівняно з еталонним бетоном, бетон, що містить 15% метакаоліну, має збільшення осьової міцності на стиск у 3D на 84% та збільшення осьової міцності на стиск у 28d на 80%, тоді як статичний модуль пружності має збільшення на 9% у 3D та на 8% у 28d.

Було досліджено вплив змішаної пропорції метакаолінового ґрунту та шлаку на міцність та довговічність бетону. Результати показують, що додавання метакаоліну до шлакобетону покращує міцність та довговічність бетону, а оптимальне співвідношення шлаку до цементу становить приблизно 3:7, що призводить до ідеальної міцності бетону. Різниця склепіння композитного бетону трохи вища, ніж у моношлакобетону, через вплив вулканічного попелу метакаоліну. Його міцність на розрив при розколюванні вища, ніж у еталонного бетону.

Легкоукладальність, міцність на стиск та довговічність бетону вивчали шляхом використання метакаоліну, золи-винесення та шлаку як замінників цементу, а також окремого змішування метакаоліну з золою-винесенням та шлаком для приготування бетону. Результати показують, що коли метакаолін замінює від 5% до 25% цементу в рівних кількостях, міцність на стиск бетону в будь-якому віці покращується; коли метакаолін використовується для заміни цементу на 20% в рівних кількостях, міцність на стиск у кожному віці є ідеальною, а його міцність на 3-й, 7-й та 28-й день на 26,0%, 14,3% та 8,9% вища, ніж у бетону без додавання метакаоліну відповідно. Це вказує на те, що для портландцементу II типу додавання метакаоліну може покращити міцність підготовленого бетону.

Використання сталевого шлаку, метакаоліну та інших матеріалів як основної сировини для приготування геополімерного цементу замість традиційного портландцементу дозволяє досягти мети енергозбереження, скорочення споживання та перетворення відходів на цінні матеріали. Результати показують, що при вмісті сталі та летючої золи 20% міцність випробувального блоку через 28 днів досягає дуже високого рівня (95,5 МПа). Зі збільшенням кількості доданого сталевого шлаку це також може відігравати певну роль у зменшенні усадки геополімерного цементу.

Використовуючи технічний маршрут «Портландцемент + активна мінеральна добавка + високоефективний водозменшувач», технологію намагніченого водобетону та традиційні процеси приготування, було проведено експерименти з приготування низьковуглецевого та надвисокоміцного шлакобетону з використанням сировини, такої як камінь та шлак, з широкого спектру місцевих джерел. Результати показують, що відповідне дозування метакаоліну становить 10%. Співвідношення маси до міцності цементного внеску на одиницю маси надвисокоміцного шлакобетону приблизно в 4,17 раза більше, ніж у звичайного бетону, в 2,49 раза більше, ніж у високоміцного бетону (HSC), та в 2,02 раза більше, ніж у реактивного порошкового бетону (RPC). Таким чином, надвисокоміцний шлакобетон, виготовлений з низьким дозуванням цементу, є напрямком розвитку бетону в епоху низьковуглецевої економіки.

(3) Після додавання до бетону каоліну з морозостійкістю розмір пор бетону значно зменшується, що покращує цикл заморожування-відтавання бетону. Після певної кількості циклів заморожування-відтавання модуль пружності зразка бетону з вмістом каоліну 15% у віці 28 днів значно вищий, ніж у зразка еталонного бетону у віці 28 днів. Комбіноване застосування метакаоліну та інших мінеральних ультрадисперсних порошків у бетоні також може значно покращити його довговічність.