1) Poboljšanje čvrstoće cementne kaše i maltera jedna je od karakteristika visokih performansi betona. Jedna od glavnih svrha dodavanja metakaolina je poboljšanje čvrstoće cementnog maltera i betona.

Poon i dr., Njegova čvrstoća na 28d i 90d je ekvivalentna čvrstoći metakaolin cementa, ali mu je rana čvrstoća niža od referentnog cementa. Analiza sugerira da bi to moglo biti povezano s jakom aglomeracijom korištenog silicijskog praha i nedovoljnom disperzijom u cementnoj kaši.

(2) Li Keliang i saradnici (2005) proučavali su uticaj temperature kalcinacije, vremena kalcinacije i sadržaja SiO2 i A12O3 u kaolinu na aktivnost metakaolina u poboljšanju čvrstoće cementnog betona. Beton visoke čvrstoće i polimeri tla pripremljeni su korištenjem metakaolina. Rezultati pokazuju da kada je sadržaj metakaolina 15% i odnos vode i cementa 0,4, tlačna čvrstoća nakon 28 dana iznosi 71,9 MPa. Kada je sadržaj metakaolina 10% i odnos vode i cementa 0,375, tlačna čvrstoća nakon 28 dana iznosi 73,9 MPa. Štaviše, kada je sadržaj metakaolina 10%, njegov indeks aktivnosti dostiže 114, što je 11,8% više od iste količine silicijumskog praha. Stoga se vjeruje da se metakaolin može koristiti za pripremu betona visoke čvrstoće.

Proučavan je odnos aksijalnog zateznog napona i deformacije betona sa sadržajem metakaolina od 0, 0,5%, 10% i 15%. Utvrđeno je da se sa povećanjem sadržaja metakaolina, vršna deformacija aksijalne zatezne čvrstoće betona značajno povećava, a modul elastičnosti pri zatezanju ostaje u osnovi nepromijenjen. Međutim, tlačna čvrstoća betona se značajno povećava, dok se odnos tlačne čvrstoće odgovarajuće smanjuje. Zatezna čvrstoća i tlačna čvrstoća betona sa sadržajem kaolina od 15% iznose 128% odnosno 184% referentnog betona.
Prilikom proučavanja efekta ojačavanja ultrafinog praha metakaolina na beton, utvrđeno je da se, pri istoj fluidnosti, tlačna čvrstoća i čvrstoća na savijanje maltera koji sadrži 10% metakaolina povećala za 6% do 8% nakon 28 dana. Rani razvoj čvrstoće betona pomiješanog s metakaolinom bio je znatno brži nego kod standardnog betona. U poređenju s referentnim betonom, beton koji sadrži 15% metakaolina ima povećanje od 84% u 3D aksijalnoj tlačnoj čvrstoći i povećanje od 80% u 28d aksijalnoj tlačnoj čvrstoći, dok statički modul elastičnosti ima povećanje od 9% u 3D i povećanje od 8% u 28d.

Proučavan je utjecaj mješovitog udjela metakaolina u zemlji i troske na čvrstoću i trajnost betona. Rezultati pokazuju da dodavanje metakaolina u beton od troske poboljšava čvrstoću i trajnost betona, a optimalni omjer troske i cementa je oko 3:7, što rezultira idealnom čvrstoćom betona. Razlika u luku kompozitnog betona je nešto veća nego kod betona s jednom troskom zbog utjecaja vulkanskog pepela metakaolina. Njegova zatezna čvrstoća pri cijepanju je veća od one kod referentnog betona.

Obradivost, tlačna čvrstoća i trajnost betona proučavane su korištenjem metakaolina, pepela i zgure kao zamjene za cement, te miješanjem metakaolina s pepelom i zgurom odvojeno za pripremu betona. Rezultati pokazuju da kada metakaolin zamijeni 5% do 25% cementa u jednakim količinama, tlačna čvrstoća betona u svim starostima se poboljšava; Kada se metakaolin koristi za zamjenu cementa za 20% u jednakim količinama, tlačna čvrstoća u svakoj starosti je idealna, a njegova čvrstoća u 3d, 7d i 28d je 26,0%, 14,3% i 8,9% veća od čvrstoće betona bez dodatka metakaolina. To ukazuje da za portland cement tipa II, dodavanje metakaolina može poboljšati čvrstoću pripremljenog betona.

Korištenjem čelične zgure, metakaolina i drugih materijala kao glavnih sirovina za pripremu geopolimernog cementa umjesto tradicionalnog portland cementa, postiže se cilj uštede energije, smanjenja potrošnje i pretvaranja otpada u blago. Rezultati pokazuju da kada je sadržaj čelika i letećeg pepela 20%, čvrstoća testnog bloka nakon 28 dana dostiže vrlo visoku vrijednost (95,5 MPa). Kako se količina dodane čelične zgure povećava, ona također može igrati određenu ulogu u smanjenju skupljanja geopolimernog cementa.

Koristeći tehnički postupak "Portland cement + aktivni mineralni dodatak + visokoefikasno sredstvo za smanjenje vode", tehnologiju magnetiziranog vodenog betona i konvencionalne postupke pripreme, provedeni su eksperimenti o pripremi niskougljičnog i ultra-visokočvrstog betona od kamene zgure korištenjem sirovina poput kamena i zgure iz širokog spektra lokalnih izvora. Rezultati pokazuju da je odgovarajuća doza metakaolina 10%. Odnos mase i čvrstoće doprinosa cementa po jedinici mase ultra-visokočvrstog betona od kamene zgure je oko 4,17 puta veći od običnog betona, 2,49 puta veći od betona visoke čvrstoće (HSC) i 2,02 puta veći od reaktivnog praškastog betona (RPC). Stoga je ultra-visokočvrstog betona od kamene zgure pripremljenog s niskom dozom cementa smjer razvoja betona u eri niskougljične ekonomije.

(3) Nakon dodavanja kaolina otpornog na mraz u beton, veličina pora betona se znatno smanjuje, što poboljšava ciklus smrzavanja i odmrzavanja betona. Pod određenim brojem ciklusa smrzavanja i odmrzavanja, modul elastičnosti uzorka betona sa 15% sadržaja kaolina nakon 28 dana starosti je znatno veći od modula elastičnosti referentnog betona nakon 28 dana starosti. Kompozitna primjena metakaolina i drugih mineralnih ultrafinih prahova u betonu također može značajno poboljšati trajnost betona.