1) Cementa suspensijas un javas stiprības uzlabošana ir viena no betona augstas veiktspējas pazīmēm. Viens no galvenajiem metakaolīna pievienošanas mērķiem ir uzlabot cementa javas un betona stiprību.

Pūns un līdzautori norāda, ka tā stiprība 28 d un 90 d temperatūrā ir līdzvērtīga metakaolīna cementa stiprībai, taču tā agrīnā stiprība ir zemāka nekā etalona cementam. Analīze liecina, ka tas varētu būt saistīts ar izmantotā silīcija pulvera izteiktu aglomerāciju un nepietiekamu dispersiju cementa suspensijā.

(2) Li Keliang et al. (2005) pētīja kalcinēšanas temperatūras, kalcinēšanas laika un SiO2 un A12O3 satura kaolīnā ietekmi uz metakaolīna aktivitāti cementbetona stiprības uzlabošanā. Izmantojot metakaolīnu, tika sagatavots augstas stiprības betons un augsnes polimēri. Rezultāti liecina, ka, ja metakaolīna saturs ir 15% un ūdens un cementa attiecība ir 0,4, spiedes stiprība pēc 28 dienām ir 71,9 MPa. Ja metakaolīna saturs ir 10% un ūdens un cementa attiecība ir 0,375, spiedes stiprība pēc 28 dienām ir 73,9 MPa. Turklāt, ja metakaolīna saturs ir 10%, tā aktivitātes indekss sasniedz 114, kas ir par 11,8% augstāks nekā tādam pašam silīcija pulvera daudzumam. Tāpēc tiek uzskatīts, ka metakaolīnu var izmantot augstas stiprības betona pagatavošanai.

Tika pētīta betona ar 0, 0,5%, 10% un 15% metakaolīna saturu aksiālā stiepes sprieguma un deformācijas attiecība. Tika konstatēts, ka, palielinoties metakaolīna saturam, betona aksiālās stiepes izturības maksimālā deformācija ievērojami palielinājās, un stiepes elastības modulis praktiski nemainījās. Tomēr betona spiedes izturība ievērojami palielinājās, bet spiedes izturības koeficients attiecīgi samazinājās. Betona ar 15% kaolīna saturu stiepes izturība un spiedes izturība ir attiecīgi 128% un 184% no references betona.
Pētot īpaši smalka metakaolīna pulvera stiprinošo iedarbību uz betonu, tika konstatēts, ka pie tādas pašas plūstamības javas, kas satur 10% metakaolīna, spiedes izturība un lieces izturība pēc 28 dienām palielinājās par 6% līdz 8%. Betona, kas sajaukts ar metakaolīnu, agrīnās izturības attīstība bija ievērojami ātrāka nekā standarta betonam. Salīdzinot ar etalonbetonu, betonam, kas satur 15% metakaolīna, 3D aksiālā spiedes izturība ir palielinājusies par 84% un 28d aksiālā spiedes izturība ir palielinājusies par 80%, savukārt statiskais elastības modulis ir palielinājies par 9% 3D un 8% 28d.

Tika pētīta metakaolīna augsnes un izdedžu maisījuma proporcijas ietekme uz betona stiprību un ilgmūžību. Rezultāti liecina, ka metakaolīna pievienošana izdedžu betonam uzlabo betona stiprību un ilgmūžību, un optimālā izdedžu un cementa attiecība ir aptuveni 3:7, kas nodrošina ideālu betona stiprību. Kompozītbetona velves starpība ir nedaudz lielāka nekā vienkāršajam izdedžu betonam metakaolīna vulkānisko pelnu efekta dēļ. Tā šķelšanās stiepes izturība ir augstāka nekā etalonbetonam.

Betona iestrādājamība, spiedes stiprība un izturība tika pētīta, izmantojot metakaolīnu, pelnus un izdedžus kā cementa aizstājējus un atsevišķi sajaucot metakaolīnu ar pelniem un izdedžiem betona pagatavošanai. Rezultāti liecina, ka, ja metakaolīns aizstāj 5–25 % cementa vienādos daudzumos, betona spiedes stiprība visos vecumos uzlabojas; ja metakaolīns tiek izmantots, lai aizstātu cementu par 20 % vienādos daudzumos, spiedes stiprība katrā vecumā ir ideāla, un tās stiprība 3, 7 un 28 dienās ir attiecīgi par 26,0 %, 14,3 % un 8,9 % augstāka nekā betonam bez metakaolīna pievienošanas. Tas norāda, ka II tipa portlandcementam metakaolīna pievienošana var uzlabot sagatavotā betona stiprību.

Izmantojot tērauda izdedžus, metakaolīnu un citus materiālus kā galvenās izejvielas ģeopolimēra cementa pagatavošanai tradicionālā portlandcementa vietā, lai sasniegtu enerģijas taupīšanas, patēriņa samazināšanas un atkritumu pārvēršanas dārgumos mērķi. Rezultāti liecina, ka, ja tērauda un pelnu saturs ir 20%, testa bloka izturība 28 dienu laikā sasniedz ļoti augstu (95,5 MPa). Palielinoties pievienotā tērauda izdedžu daudzumam, tas var arī ietekmēt ģeopolimēra cementa saraušanās samazināšanu.

Izmantojot tehnisko maršrutu “portlandcements+aktīvā minerālu piedeva+augstas efektivitātes ūdens reducētāja”, magnetizēta ūdens betona tehnoloģiju un tradicionālās sagatavošanas procesus, tika veikti eksperimenti ar zema oglekļa satura un īpaši augstas stiprības akmens izdedžu betona sagatavošanu, izmantojot tādas izejvielas kā akmeņi un izdedži no plaša vietējo avotu klāsta. Rezultāti liecina, ka atbilstošā metakaolīna deva ir 10%. Cementa masas un stiprības attiecība uz īpaši augstas stiprības akmens izdedžu betona masas vienību ir aptuveni 4,17 reizes lielāka nekā parastajam betonam, 2,49 reizes lielāka nekā augstas stiprības betonam (HSC) un 2,02 reizes lielāka nekā reaktīvajam pulverbetonam (RPC). Tāpēc īpaši augstas stiprības akmens izdedžu betons, kas sagatavots ar zemas devas cementu, ir betona attīstības virziens zema oglekļa satura ekonomikas laikmetā.

(3) Pēc salizturīga kaolīna pievienošanas betonam ievērojami samazinās betona poru izmērs, uzlabojot betona sasalšanas-atkušanas ciklu. Pēc noteikta skaita sasalšanas-atkušanas ciklu betona parauga ar 15% kaolīna saturu elastības modulis 28 dienu vecumā ir ievērojami augstāks nekā atsauces betonam 28 dienu vecumā. Metakaolīna un citu minerālu īpaši smalku pulveru kompozītmateriāla lietošana betonā var arī ievērojami uzlabot betona izturību.