1) يعد تحسين قوة ملاط ​​الأسمنت والملاط أحد السمات المميزة للأداء العالي للخرسانة.أحد الأغراض الرئيسية لإضافة الميتاكاولين هو تحسين قوة الملاط الأسمنتي والخرسانة.

بون وآخرون، قوتها عند 28d و90d تعادل قوة أسمنت الميتاكاولين، لكن قوتها المبكرة أقل من الأسمنت القياسي.يشير التحليل إلى أن هذا قد يكون مرتبطًا بالتكتل الشديد لمسحوق السيليكون المستخدم والتشتت غير الكافي في ملاط ​​الأسمنت.

(2) لي كيليانج وآخرون.(2005) درس تأثيرات درجة حرارة التكليس، وزمن التكليس، ومحتوى SiO2 وA12O3 في الكاولين على نشاط الميتاكاولين لتحسين قوة الخرسانة الأسمنتية.تم تحضير الخرسانة عالية القوة وبوليمرات التربة باستخدام الميتاكاولين.أظهرت النتائج أنه عندما يكون محتوى الميتاكاولين 15% ونسبة الأسمنت المائي 0.4 فإن قوة الضغط عند 28 يوم تكون 71.9 ميجا باسكال.عندما يكون محتوى الميتاكاولين 10% ونسبة الأسمنت المائي 0.375، تكون قوة الضغط عند 28 يومًا 73.9 ميجا باسكال.علاوة على ذلك، عندما يكون محتوى الميتاكاولين 10%، يصل مؤشر نشاطه إلى 114، وهو أعلى بنسبة 11.8% من نفس الكمية من مسحوق السيليكون.ولذلك، يعتقد أنه يمكن استخدام الميتاكاولين لتحضير الخرسانة عالية القوة.

تمت دراسة علاقة الشد والانفعال المحوري للخرسانة بمحتوى الميتاكاولين 0، 0.5%، 10%، و15%.لقد وجد أنه مع زيادة محتوى الميتاكاولين، زاد إجهاد ذروة قوة الشد المحوري للخرسانة بشكل ملحوظ، وظل معامل مرونة الشد دون تغيير بشكل أساسي.ومع ذلك، زادت قوة الضغط للخرسانة بشكل ملحوظ، في حين انخفضت نسبة قوة الضغط في المقابل.قوة الشد وقوة الضغط للخرسانة التي تحتوي على 15% كاولين هي 128% و184% من الخرسانة المرجعية، على التوالي.
عند دراسة تأثير تقوية مسحوق الميتاكاولين متناهية الصغر على الخرسانة، وجد أنه تحت نفس السيولة، زادت قوة الضغط وقوة الانحناء للملاط المحتوي على 10% ميتاكاولين بنسبة 6% إلى 8% بعد 28 يومًا.كان التطور المبكر للقوة للخرسانة الممزوجة بالميتاكاولين أسرع بكثير من الخرسانة القياسية.بالمقارنة مع الخرسانة المعيارية، فإن الخرسانة التي تحتوي على 15% من الميتاكاولين لديها زيادة بنسبة 84% في قوة الضغط المحوري ثلاثي الأبعاد وزيادة بنسبة 80% في قوة الضغط المحوري 28d، في حين أن معامل المرونة الساكنة لديه زيادة بنسبة 9% في قوة الضغط المحوري ثلاثي الأبعاد وزيادة بنسبة 8%. في 28 د.

تمت دراسة تأثير نسبة خليط تربة الميتاكاولين والخبث على قوة ومتانة الخرسانة.أظهرت النتائج أن إضافة الميتاكاولين إلى الخرسانة الخبث يحسن قوة ومتانة الخرسانة، وكانت النسبة المثالية بين الخبث والأسمنت حوالي 3:7، مما يؤدي إلى قوة الخرسانة المثالية.يكون الفرق بين قوس الخرسانة المركبة أعلى قليلاً من الخرسانة ذات الخبث الواحد بسبب تأثير الرماد البركاني للميتاكاولين.قوة الشد الانقسام أعلى من الخرسانة المعيارية.

تمت دراسة قابلية التشغيل وقوة الضغط ومتانة الخرسانة باستخدام الميتاكاولين والرماد المتطاير والخبث كبدائل للأسمنت، وخلط الميتاكاولين مع الرماد المتطاير والخبث بشكل منفصل لتحضير الخرسانة.أظهرت النتائج أنه عندما يستبدل الميتاكاولين 5% إلى 25% من الأسمنت بكميات متساوية، فإن قوة الضغط للخرسانة في جميع الأعمار تتحسن؛عند استخدام الميتاكاولين لاستبدال الأسمنت بنسبة 20% بكميات متساوية فإن مقاومة الضغط عند كل عمر تكون مثالية وتكون قوتها عند 3d و7d و28d أعلى بنسبة 26.0% و14.3% و8.9% من الخرسانة بدون الميتاكاولين. وأضاف على التوالي.يشير هذا إلى أنه بالنسبة للأسمنت البورتلاندي من النوع الثاني، فإن إضافة الميتاكاولين يمكن أن يحسن قوة الخرسانة المحضرة.

استخدام خبث الفولاذ، والميتاكاولين، وغيرها من المواد كمواد خام رئيسية لتحضير أسمنت الجيوبوليمر بدلاً من الأسمنت البورتلاندي التقليدي، من أجل تحقيق هدف الحفاظ على الطاقة، وتقليل الاستهلاك، وتحويل النفايات إلى كنز.أظهرت النتائج أنه عندما يكون محتوى الفولاذ والرماد المتطاير 20%، فإن قوة كتلة الاختبار عند 28 يومًا تصل إلى عالية جدًا (95.5MPa).مع زيادة كمية خبث الفولاذ المضافة، فإنه يمكن أيضًا أن يلعب دورًا معينًا في تقليل انكماش الأسمنت الجيوبوليمري.

باستخدام المسار الفني لـ "الأسمنت البورتلاندي + خليط معدني نشط + عامل اختزال الماء عالي الكفاءة"، وتكنولوجيا الخرسانة المائية الممغنطة، وعمليات التحضير التقليدية، تم إجراء تجارب على تحضير خرسانة خبث الحجر منخفضة الكربون وعالية القوة باستخدام المواد الخام مثل الحجارة والخبث من مجموعة واسعة من المصادر المحلية.تشير النتائج إلى أن الجرعة المناسبة من الميتاكاولين هي 10%.تبلغ نسبة الكتلة إلى القوة لمساهمة الأسمنت لكل وحدة كتلة من الخرسانة عالية القوة حوالي 4.17 مرة من الخرسانة العادية، و2.49 مرة من الخرسانة عالية القوة (HSC)، و2.02 مرة من الخرسانة المسحوقة التفاعلية (RPC). ).لذلك، فإن خرسانة الخبث الحجري فائقة القوة المحضرة بجرعة منخفضة من الأسمنت هي اتجاه تطور الخرسانة في عصر الاقتصاد منخفض الكربون.

(3) بعد إضافة الكاولين المقاوم للصقيع إلى الخرسانة، يقل حجم مسام الخرسانة بشكل كبير، مما يحسن دورة تجميد وذوبان الخرسانة.في ظل عدد معين من دورات التجميد والذوبان، يكون المعامل المرن لعينة الخرسانة التي تحتوي على 15% من الكاولين عند عمر 28 يومًا أعلى بكثير من الخرسانة المرجعية عند عمر 28 يومًا.يمكن أن يؤدي التطبيق المركب للميتاكاولين والمساحيق المعدنية الأخرى متناهية الصغر في الخرسانة إلى تحسين متانة الخرسانة بشكل كبير.