1) Цемент аралашмасынын жана эритмесинин бекемдигин жогорулатуу бетондун жогорку натыйжалуулугунун негизги белгилеринин бири болуп саналат. Метакаолинди кошуунун негизги максаттарынын бири - цемент эритмесинин жана бетондун бекемдигин жогорулатуу.

Пун жана башкалар, анын 28d жана 90dдеги бекемдиги метакаолин цементине барабар, бирок анын алгачкы бекемдиги эталондук цементке караганда төмөн. Анализ көрсөткөндөй, бул колдонулган кремний порошогунун катуу агломерациясы жана цемент аралашмасында жетишсиз дисперсия менен байланыштуу болушу мүмкүн.

(2) Ли Келян жана башкалар (2005) цемент бетонунун бекемдигин жогорулатуу үчүн метакаолиндин активдүүлүгүнө күйүү температурасынын, күйүү убактысынын жана каолиндеги SiO2 жана A12O3 курамынын таасирин изилдешкен. Метакаолинди колдонуу менен жогорку бекемдиктеги бетон жана топурак полимерлери даярдалган. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, метакаолиндин курамы 15% жана суунун цемент катышы 0,4 болгондо, 28 күндүк кысуу күчү 71,9 МПа түзөт. Метакаолиндин курамы 10% жана суунун цемент катышы 0,375 болгондо, 28 күндүк кысуу күчү 73,9 МПа түзөт. Андан тышкары, метакаолиндин курамы 10% болгондо, анын активдүүлүк индекси 114кө жетет, бул кремний порошогунун ошол эле өлчөмүнөн 11,8% жогору. Ошондуктан, метакаолинди жогорку бекемдиктеги бетон даярдоо үчүн колдонсо болот деп эсептелет.

0, 0,5%, 10% жана 15% метакаолин курамы бар бетондун октук созулуш чыңалуу-деформация байланышы изилденген. Метакаолин курамынын көбөйүшү менен бетондун октук созулуш бекемдигинин эң жогорку деформациясы бир кыйла жогорулаганы жана созулуш серпилгичтигинин модулу дээрлик өзгөрбөгөнү аныкталган. Бирок, бетондун кысуу бекемдиги бир кыйла жогорулаган, ал эми кысуу бекемдигинин катышы тиешелүү түрдө төмөндөгөн. 15% каолин курамы бар бетондун созулуш бекемдиги жана кысуу бекемдиги тиешелүү түрдө эталондук бетондун 128% жана 184% түзөт.
Метакаолиндин өтө майда порошогунун бетонго болгон бекемдөөчү таасирин изилдегенде, ошол эле суюктукта, 10% метакаолин камтыган эритменин кысуу жана ийүү күчү 28 күндөн кийин 6% дан 8% га чейин жогорулаганы аныкталган. Метакаолин менен аралаштырылган бетондун алгачкы бекемдик өнүгүшү стандарттуу бетонго караганда бир топ тез болгон. Стандарттуу бетон менен салыштырганда, 15% метакаолин камтыган бетондун 3D октук кысуу күчү 84% га жана 28d октук кысуу күчү 80% га жогорулаган, ал эми статикалык серпилгичтик модулунун 3D 9% га жана 28d 8% га жогорулаганы аныкталган.

Метакаолин топурагынын жана шлактын аралаш пропорциясынын бетондун бекемдигине жана бышыктыгына тийгизген таасири изилденген. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, шлак бетонго метакаолин кошуу бетондун бекемдигин жана бышыктыгын жакшыртат жана шлак менен цементтин оптималдуу катышы 3:7 тегерегинде болуп, идеалдуу бетондун бекемдигине алып келет. Композиттик бетондун арка айырмасы метакаолиндин жанар тоо күлүнүн таасиринен улам бир шлак бетонго караганда бир аз жогору. Анын бөлүнүүчүлүккө болгон тартылуу күчү эталондук бетонго караганда жогору.

Бетондун иштөө жөндөмдүүлүгү, кысуу күчү жана бышыктыгы цементтин ордуна метакаолин, учуучу күл жана шлак колдонулуп, ошондой эле бетон даярдоо үчүн метакаолинди учуучу күл жана шлак менен өзүнчө аралаштыруу менен изилденген. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, метакаолин 5% дан 25% га чейинки цементти бирдей өлчөмдө алмаштырганда, бардык курактагы бетондун кысуу күчү жакшырат; метакаолин цементти бирдей өлчөмдө 20% га алмаштыруу үчүн колдонулганда, ар бир курактагы кысуу күчү идеалдуу болуп саналат жана анын 3d, 7d жана 28dдеги күчү метакаолин кошулбаган бетонго караганда тиешелүүлүгүнө жараша 26,0%, 14,3% жана 8,9% жогору. Бул II типтеги портландцемент үчүн метакаолин кошуу даярдалган бетондун бекемдигин жакшырта аларын көрсөтүп турат.

Энергияны үнөмдөө, керектөөнү азайтуу жана калдыктарды кенчке айландыруу максатына жетүү үчүн салттуу портландцементтин ордуна геополимер цементин даярдоо үчүн болот шлактарын, метакаолиндерди жана башка материалдарды негизги чийки зат катары колдонуу. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, болоттун жана учуучу күлдүн курамы 20% болгондо, 28 күндө сыноо блогунун бекемдиги өтө жогорку деңгээлге жетет (95,5 МПа). Кошулган болот шлакынын көлөмү көбөйгөн сайын, ал геополимер цементтин кичирейүүсүн азайтууда да белгилүү бир ролду ойной алат.

"Портлендцемент+активдүү минералдык аралашма+жогорку натыйжалуу сууну азайтуучу агент" техникалык жолун, магниттелген суу бетон технологиясын жана салттуу даярдоо процесстерин колдонуу менен, жергиликтүү булактардан алынган таштар жана шлак сыяктуу чийки заттарды колдонуу менен аз көмүртектүү жана өтө жогорку бекемдиктеги таш шлак бетонун даярдоо боюнча эксперименттер жүргүзүлдү. Жыйынтыктар метакаолиндин тиешелүү дозасы 10% экенин көрсөтүп турат. Өтө жогорку бекемдиктеги таш шлак бетонунун бирдик массасына цементтин салымынын массага карата катышы кадимки бетонго караганда болжол менен 4,17 эсе, жогорку бекемдиктеги бетонго (HSC) караганда 2,49 эсе жана реактивдүү порошок бетонго (RPC) караганда 2,02 эсе жогору. Ошондуктан, аз дозадагы цемент менен даярдалган өтө жогорку бекемдиктеги таш шлак бетону аз көмүртектүү экономика доорундагы бетондун өнүгүү багыты болуп саналат.

(3) Бетонго үшүккө туруктуу каолин кошулгандан кийин, бетондун тешикчелеринин өлчөмү бир топ азаят, бул бетондун тоңуу-эрүү циклин жакшыртат. Тоңуу-эрүү циклдеринин белгилүү бир санында, 28 күндүк курагында 15% каолин камтылган бетон үлгүсүнүн ийкемдүүлүк модулу 28 күндүк курагындагы эталондук бетонго караганда бир топ жогору болот. Бетонго метакаолин жана башка минералдык ультрамайда порошокторду композиттик колдонуу бетондун бышыктыгын да бир топ жакшырта алат.