1) Подобряването на якостта на циментовата смес и разтвора е един от отличителните белези на високоефективния бетон. Една от основните цели на добавянето на метакаолин е да се подобри якостта на циментовата смес и бетона.

Пун и др., Якостта му при 28d и 90d е еквивалентна на тази на метакаолиновия цимент, но ранната му якост е по-ниска от тази на еталонния цимент. Анализът показва, че това може да е свързано със силната агломерация на използвания силициев прах и недостатъчната дисперсия в циментовата суспензия.

(2) Ли Келианг и др. (2005) са изследвали влиянието на температурата на калциниране, времето на калциниране и съдържанието на SiO2 и A12O3 в каолина върху активността на метакаолина за подобряване на якостта на циментовия бетон. Високоякостен бетон и почвени полимери са приготвени с помощта на метакаолин. Резултатите показват, че когато съдържанието на метакаолин е 15% и водоциментното съотношение е 0,4, якостта на натиск след 28 дни е 71,9 MPa. Когато съдържанието на метакаолин е 10% и водоциментното съотношение е 0,375, якостта на натиск след 28 дни е 73,9 MPa. Освен това, когато съдържанието на метакаолин е 10%, индексът му на активност достига 114, което е с 11,8% по-високо от същото количество силициев прах. Следователно се смята, че метакаолинът може да се използва за приготвяне на високоякостен бетон.

Изследвана е връзката между аксиалното напрежение и деформация на опън на бетон със съдържание на метакаолин 0, 0,5%, 10% и 15%. Установено е, че с увеличаване на съдържанието на метакаолин, пиковото напрежение на аксиалната якост на опън на бетона се увеличава значително, а модулът на еластичност при опън остава практически непроменен. Якостта на натиск на бетона обаче се увеличава значително, докато коефициентът на якост на натиск съответно намалява. Якостта на опън и якостта на натиск на бетон със съдържание на каолин 15% са съответно 128% и 184% от референтните бетони.
При изследване на укрепващия ефект на ултрафин прах метакаолин върху бетон, беше установено, че при една и съща течливост, якостта на натиск и якостта на огъване на разтвор, съдържащ 10% метакаолин, се увеличават с 6% до 8% след 28 дни. Ранното развитие на якостта на бетон, смесен с метакаолин, е значително по-бързо от това на стандартния бетон. В сравнение с еталонния бетон, бетонът, съдържащ 15% метакаолин, има 84% увеличение на 3D аксиалната якост на натиск и 80% увеличение на 28d аксиалната якост на натиск, докато статичният модул на еластичност има 9% увеличение в 3D и 8% увеличение в 28d.

Изследвано е влиянието на смесеното съотношение на метакаолин в почва и шлака върху якостта и дълготрайността на бетона. Резултатите показват, че добавянето на метакаолин към шлакобетон подобрява якостта и дълготрайността на бетона, а оптималното съотношение шлака:цимент е около 3:7, което води до идеална якост на бетона. Разликата в свода на композитния бетон е малко по-висока от тази на едношлаковия бетон поради ефекта на вулканичната пепел от метакаолина. Якостта му на опън при разцепване е по-висока от тази на еталонния бетон.

Обработваемостта, якостта на натиск и дълготрайността на бетона бяха изследвани чрез използване на метакаолин, летяща пепел и шлака като заместители на цимента и смесване на метакаолин с летяща пепел и шлака поотделно за приготвяне на бетон. Резултатите показват, че когато метакаолинът замества 5% до 25% цимент в равни количества, якостта на натиск на бетона във всички възрасти се подобрява; Когато метакаолинът се използва за заместване на цимента с 20% в равни количества, якостта на натиск във всяка възраст е идеална, а якостта му на 3d, 7d и 28d е съответно с 26,0%, 14,3% и 8,9% по-висока от тази на бетон без добавен метакаолин. Това показва, че за портланд цимент тип II, добавянето на метакаолин може да подобри якостта на приготвения бетон.

Използването на стоманена шлака, метакаолин и други материали като основни суровини за приготвяне на геополимерен цимент вместо традиционния портланд цимент, за да се постигне целта за пестене на енергия, намаляване на потреблението и превръщане на отпадъците в ценни материали. Резултатите показват, че когато съдържанието на стомана и летяща пепел е едновременно 20%, якостта на тестовия блок на 28 дни достига много висока стойност (95,5 MPa). С увеличаването на количеството добавена стоманена шлака, тя може да играе известна роля и за намаляване на свиването на геополимерния цимент.

Използвайки техническия маршрут „Портланд цимент + активна минерална добавка + високоефективен редуктор на водата“, технология за намагнитен воден бетон и конвенционални процеси на приготвяне, бяха проведени експерименти за приготвяне на нисковъглероден и ултрависокоякостен шлаков бетон, използвайки суровини като камъни и шлака от широк спектър от местни източници. Резултатите показват, че подходящата доза метакаолин е 10%. Съотношението маса/якост на циментовия принос на единица маса на ултрависокоякостен шлаков бетон е около 4,17 пъти по-голямо от това на обикновения бетон, 2,49 пъти от това на високоякостен бетон (HSC) и 2,02 пъти от това на реактивен прахообразен бетон (RPC). Следователно, ултрависокоякостен шлаков бетон, приготвен с ниска доза цимент, е посоката на развитие на бетона в ерата на нисковъглеродната икономика.

(3) След добавяне на каолин с устойчивост на замръзване към бетона, размерът на порите на бетона се намалява значително, което подобрява цикъла на замръзване-размразяване на бетона. При определен брой цикли на замръзване-размразяване, модулът на еластичност на бетонната проба с 15% съдържание на каолин на 28-дневна възраст е значително по-висок от този на референтния бетон на 28-дневна възраст. Комбинираното приложение на метакаолин и други минерални ултрафини прахове в бетона също може значително да подобри трайността на бетона.