1) Паляпшэнне трываласці цэментнага раствора і раствора з'яўляецца адной з адметных рыс высокатрывалага бетону. Адной з галоўных мэтаў дадання метакааліну з'яўляецца павышэнне трываласці цэментнага раствора і бетону.

Пун і інш. Яго трываласць пры 28 і 90 днях эквівалентная трываласці метакаалінавага цэменту, але яго ранняя трываласць ніжэйшая, чым у эталоннага цэменту. Аналіз паказвае, што гэта можа быць звязана з моцнай агламерацыяй выкарыстоўванага крэмніевага парашка і недастатковым яго дысперсіяй у цэментным растворы.

(2) Лі Кэлян і інш. (2005) вывучалі ўплыў тэмпературы кальцынацыі, часу кальцынацыі, а таксама ўтрымання SiO2 і A12O3 у каоліне на актыўнасць метакааліну для павышэння трываласці цэментабетону. Высокатрывалы бетон і глебавыя палімеры былі падрыхтаваны з выкарыстаннем метакааліну. Вынікі паказваюць, што пры ўтрыманні метакааліну 15% і водацэментным суадносінах 0,4 трываласць на сціск праз 28 дзён складае 71,9 МПа. Пры ўтрыманні метакааліну 10% і водацэментным суадносінах 0,375 трываласць на сціск праз 28 дзён складае 73,9 МПа. Больш за тое, пры ўтрыманні метакааліну 10% яго індэкс актыўнасці дасягае 114, што на 11,8% вышэй, чым у такой жа колькасці крэмніевага парашка. Такім чынам, лічыцца, што метакаалін можна выкарыстоўваць для падрыхтоўкі высокатрывалага бетону.

Была вывучана залежнасць восевага расцяжэння ад дэфармацыі бетону з утрыманнем метакааліну 0, 0,5%, 10% і 15%. Было ўстаноўлена, што з павелічэннем утрымання метакааліну пікавая дэфармацыя восевай трываласці бетону на расцяжэнне значна павялічваецца, а модуль пругкасці пры расцяжэнні практычна не змяняецца. Аднак трываласць бетону на сціск значна павялічваецца, у той час як каэфіцыент трываласці на сціск адпаведна зніжаецца. Трываласць на расцяжэнне і трываласць на сціск бетону з утрыманнем каоліну 15% складаюць 128% і 184% ад эталоннага бетону адпаведна.
Пры вывучэнні ўмацавальнага ўплыву ультратонкага парашка метакааліну на бетон было выяўлена, што пры аднолькавай цякучасці трываласць на сціск і трываласць на выгіб раствора, які змяшчае 10% метакааліну, павялічылася на 6-8% праз 28 дзён. Ранні набор трываласці бетону, змяшанага з метакаалінам, быў значна хутчэйшым, чым у стандартнага бетону. У параўнанні з эталонным бетонам, бетон, які змяшчае 15% метакааліну, мае павелічэнне трохмернай восевай трываласці на сціск на 84% і павелічэнне восевай трываласці на сціск на 80% праз 28 дзён, у той час як статычны модуль пругкасці мае павелічэнне на 9% у трохмерным вымярэнні і на 8% праз 28 дзён.

Быў вывучаны ўплыў змешанай прапорцыі метакааліну, глебы і шлаку на трываласць і даўгавечнасць бетону. Вынікі паказваюць, што даданне метакааліну ў шлакабетон паляпшае трываласць і даўгавечнасць бетону, а аптымальнае суадносіны шлаку і цэменту складае каля 3:7, што прыводзіць да ідэальнай трываласці бетону. Розніца ў арцы кампазітнага бетону крыху вышэйшая, чым у аднашлакабетону, з-за ўздзеяння вулканічнага попелу метакааліну. Яго трываласць на расцяжэнне пры расколе вышэйшая, чым у эталоннага бетону.

Умяшчальнасць, трываласць на сціск і даўгавечнасць бетону вывучаліся з выкарыстаннем метакааліну, попелу і шлаку ў якасці заменнікаў цэменту, а таксама змешваннем метакааліну з попелам і шлакам асобна для падрыхтоўкі бетону. Вынікі паказваюць, што пры замене метакааліну ад 5% да 25% цэменту ў роўных колькасцях трываласць бетону на сціск ва ўсіх узростах паляпшаецца; пры выкарыстанні метакааліну для замены цэменту на 20% у роўных колькасцях трываласць на сціск у кожным узросце ідэальная, а яго трываласць праз 3, 7 і 28 дзён адпаведна на 26,0%, 14,3% і 8,9% вышэйшая, чым у бетону без дадання метакааліну. Гэта сведчыць аб тым, што для портландцэменту II тыпу даданне метакааліну можа палепшыць трываласць падрыхтаванага бетону.

Выкарыстанне сталёвага шлаку, метакааліну і іншых матэрыялаў у якасці асноўнай сыравіны для падрыхтоўкі геапалімернага цэменту замест традыцыйнага портландцэменту дазваляе дасягнуць мэты эканоміі энергіі, скарачэння спажывання і пераўтварэння адходаў у каштоўныя рэчы. Вынікі паказваюць, што пры ўтрыманні сталі і попелу па 20% трываласць выпрабавальнага блока праз 28 дзён дасягае вельмі высокай ступені (95,5 МПа). Па меры павелічэння колькасці дададзенага сталёвага шлаку ён таксама можа адыгрываць пэўную ролю ў зніжэнні ўсаджвання геапалімернага цэменту.

Выкарыстоўваючы тэхнічны маршрут «Портлендскі цэмент + актыўная мінеральная дабаўка + высокаэфектыўны вадарэдуктар», тэхналогію намагнічанага вадабетону і традыцыйныя працэсы падрыхтоўкі, былі праведзены эксперыменты па падрыхтоўцы нізкавугляроднага і звышвысокатрывалага шлакабетону з выкарыстаннем сыравіны, такой як камень і шлак, з шырокага спектру мясцовых крыніц. Вынікі паказваюць, што адпаведная доза метакааліну складае 10%. Суадносіны масы да трываласці ўкладу цэменту на адзінку масы звышвысокатрывалага шлакабетону прыкладна ў 4,17 раза вышэй, чым у звычайнага бетону, у 2,49 раза вышэй, чым у высокатрывалага бетону (ВТБ), і ў 2,02 раза вышэй, чым у рэактыўнага парашковага бетону (РПБ). Такім чынам, звышвысокатрывалы шлакабетон, прыгатаваны з нізкай дозай цэменту, з'яўляецца напрамкам развіцця бетону ў эпоху нізкавугляроднай эканомікі.

(3) Пасля дадання ў бетон марозаўстойлівага каоліну памер пор бетону значна памяншаецца, што паляпшае цыкл замярзання-адтавання бетону. Пры пэўнай колькасці цыклаў замярзання-адтавання модуль пругкасці ўзору бетону з утрыманнем каоліну 15% ва ўзросце 28 дзён значна вышэйшы, чым у эталоннага бетону ва ўзросце 28 дзён. Кампазітнае ўжыванне метакааліну і іншых мінеральных ультратонкіх парашкоў у бетон таксама можа значна палепшыць трываласць бетону.