1) Ցեմենտային շաղախի և շաղախի ամրության բարելավումը բետոնի բարձր արդյունավետության առանձնահատկություններից մեկն է: Մետակաոլինի ավելացման հիմնական նպատակներից մեկը ցեմենտային շաղախի և բետոնի ամրության բարելավումն է:

Փունը և այլք, Դրա ամրությունը 28d և 90d պայմաններում համարժեք է մետակաոլինային ցեմենտի ամրությանը, սակայն դրա սկզբնական ամրությունն ավելի ցածր է, քան չափանիշային ցեմենտը: Վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ սա կարող է կապված լինել օգտագործված սիլիցիումային փոշու ուժեղ ագլոմերացիայի և ցեմենտային խառնուրդում անբավարար ցրման հետ:

(2) Լի Քելիանգը և այլք (2005) ուսումնասիրել են կաոլինի մեջ կալցինացման ջերմաստիճանի, կալցինացման ժամանակի և SiO2-ի ու A12O3-ի պարունակության ազդեցությունը մետակաոլինի ակտիվության վրա՝ ցեմենտե բետոնի ամրությունը բարելավելու համար: Բարձր ամրության բետոն և հողի պոլիմերներ են պատրաստվել մետակաոլինի միջոցով: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ երբ մետակաոլինի պարունակությունը 15% է, իսկ ջր-ցեմենտի հարաբերակցությունը՝ 0.4, սեղմման ամրությունը 28 օրվա ընթացքում կազմում է 71.9 ՄՊա: Երբ մետակաոլինի պարունակությունը 10% է, իսկ ջր-ցեմենտի հարաբերակցությունը՝ 0.375, սեղմման ամրությունը 28 օրվա ընթացքում կազմում է 73.9 ՄՊա: Ավելին, երբ մետակաոլինի պարունակությունը 10% է, դրա ակտիվության ինդեքսը հասնում է 114-ի, որը 11.8%-ով ավելի է, քան նույն քանակությամբ սիլիցիումի փոշու դեպքում: Հետևաբար, ենթադրվում է, որ մետակաոլինը կարող է օգտագործվել բարձր ամրության բետոն պատրաստելու համար:

Ուսումնասիրվել է 0, 0.5%, 10% և 15% մետակաոլինի պարունակությամբ բետոնի առանցքային ձգման լարման-դեֆորմացիայի կապը: Պարզվել է, որ մետակաոլինի պարունակության ավելացման հետ բետոնի առանցքային ձգման ամրության գագաթնակետային դեֆորմացիան զգալիորեն մեծացել է, իսկ ձգման առաձգականության մոդուլը գրեթե անփոփոխ է մնացել: Այնուամենայնիվ, բետոնի սեղմման ամրությունը զգալիորեն մեծացել է, մինչդեռ սեղմման ամրության հարաբերակցությունը համապատասխանաբար նվազել է: 15% կաոլինի պարունակությամբ բետոնի ձգման ամրությունը և սեղմման ամրությունը համապատասխանաբար կազմում են համեմատական ​​բետոնի 128%-ը և 184%-ը:
Մետակաոլինի գերմանր փոշու բետոնի վրա ամրացնող ազդեցությունն ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ նույն հեղուկության դեպքում 10% մետակաոլին պարունակող շաղախի սեղմման և ծռման ամրությունը 28 օր անց աճել է 6%-ից մինչև 8%: Մետակաոլինի հետ խառնված բետոնի վաղ ամրության զարգացումը զգալիորեն ավելի արագ էր, քան ստանդարտ բետոնի դեպքում: Համեմատած չափանիշային բետոնի հետ, 15% մետակաոլին պարունակող բետոնի դեպքում եռաչափ առանցքային սեղմման ամրությունը աճել է 84%-ով, իսկ 28d առանցքային սեղմման ամրությունը՝ 80%-ով, մինչդեռ ստատիկ առաձգականության մոդուլը աճել է 9%-ով և 28d-ում՝ 8%-ով:

Ուսումնասիրվել է մետակաոլինի հողի և խարամի խառը համամասնության ազդեցությունը բետոնի ամրության և դիմացկունության վրա: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ մետակաոլինի ավելացումը խարամային բետոնի մեջ բարելավում է բետոնի ամրությունն ու դիմացկունությունը, իսկ խարամի և ցեմենտի օպտիմալ հարաբերակցությունը մոտ 3:7 է, ինչը հանգեցնում է բետոնի իդեալական ամրության: Կոմպոզիտային բետոնի կամարային տարբերությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան միաշերտ խարամային բետոնի դեպքում՝ մետակաոլինի հրաբխային մոխրի ազդեցության պատճառով: Դրա ճեղքման ձգման ամրությունն ավելի բարձր է, քան չափանիշային բետոնի դեպքում:

Բետոնի մշակելիությունը, սեղմման ամրությունը և դիմացկունությունը ուսումնասիրվել են՝ որպես ցեմենտի փոխարինիչներ օգտագործելով մետակաոլին, թռչող մոխիր և խարամ, և մետակաոլինը թռչող մոխրի և խարամի հետ առանձին խառնելով՝ բետոն պատրաստելու համար: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ երբ մետակաոլինը հավասար քանակությամբ փոխարինում է 5%-ից մինչև 25% ցեմենտին, բոլոր տարիքներում բետոնի սեղմման ամրությունը բարելավվում է. Երբ մետակաոլինն օգտագործվում է ցեմենտը հավասար քանակությամբ 20%-ով փոխարինելու համար, յուրաքանչյուր տարիքում սեղմման ամրությունը իդեալական է, և դրա ամրությունը 3d, 7d և 28d աստիճաններում համապատասխանաբար 26.0%, 14.3% և 8.9%-ով ավելի բարձր է, քան առանց մետակաոլինի բետոնի ամրությունը: Սա ցույց է տալիս, որ II տիպի պորտլանդ ցեմենտի համար մետակաոլինի ավելացումը կարող է բարելավել պատրաստված բետոնի ամրությունը:

Պողպատե խարամը, մետակաոլինը և այլ նյութերը որպես հիմնական հումք օգտագործելը՝ ավանդական պորտլանդցեմենտի փոխարեն գեոպոլիմերային ցեմենտ պատրաստելու համար, որպեսզի հասնենք էներգիայի խնայողության, սպառման կրճատման և թափոնները գանձի վերածելու նպատակին: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ երբ պողպատի և թռչող մոխրի պարունակությունը միաժամանակ 20% է, փորձարկման բլոկի ամրությունը 28 օրվա ընթացքում հասնում է շատ բարձր մակարդակի (95.5 ՄՊա): Ավելացված պողպատե խարամի քանակի աճին զուգընթաց, այն կարող է նաև որոշակի դեր խաղալ գեոպոլիմերային ցեմենտի կծկման նվազեցման գործում:

Օգտագործելով «Պորտլենդյան ցեմենտ + ակտիվ հանքային խառնուրդ + բարձր արդյունավետության ջրի նվազեցնող միջոց» տեխնիկական ուղին, մագնիսացված ջրային բետոնի տեխնոլոգիան և ավանդական պատրաստման գործընթացները, փորձարկումներ են անցկացվել ցածր ածխածնային և գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնի պատրաստման վերաբերյալ՝ օգտագործելով տեղական տարբեր աղբյուրներից ստացված հումք, ինչպիսիք են քարերը և խարամը: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ մետակաոլինի համապատասխան դեղաչափը 10% է: Գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնի զանգվածի և ամրության հարաբերակցությունը ցեմենտի մեկ միավոր զանգվածի մեջ մոտ 4.17 անգամ ավելի է, քան սովորական բետոնի, 2.49 անգամ՝ բարձր ամրության բետոնի (ԲԱԲ) և 2.02 անգամ՝ ռեակտիվ փոշե բետոնի (ՌՊԲ) համեմատ: Հետևաբար, ցածր ածխածնային տնտեսության դարաշրջանում բետոնի զարգացման ուղղությունը ցածր դեղաչափով ցեմենտով պատրաստված գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնն է:

(3) Բետոնին ցրտադիմացկուն կաոլին ավելացնելուց հետո բետոնի ծակոտիների չափը զգալիորեն նվազում է, ինչը բարելավում է բետոնի սառեցման-հալեցման ցիկլը: Սառեցման-հալեցման որոշակի ցիկլերի դեպքում 28 օրվա ընթացքում 15% կաոլինի պարունակությամբ բետոնի նմուշի առաձգականության մոդուլը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան 28 օրվա ընթացքում համեմատելի բետոնի նմուշինը: Մետակաոլինի և այլ հանքային գերմանր փոշիների կոմպոզիտային կիրառումը բետոնի մեջ նույնպես կարող է զգալիորեն բարելավել բետոնի դիմացկունությունը: