1) שיפור החוזק של מלט וטיט הוא אחד מסימני ההיכר של ביצועים גבוהים של בטון.אחת המטרות העיקריות של הוספת מטאקולין היא לשפר את החוזק של טיט צמנט ובטון.

Poon et al, החוזק שלו ב-28d ו-90d שווה לזה של צמנט מטאקולין, אבל החוזק המוקדם שלו נמוך מהמלט המבחן.ניתוח מצביע על כך שזה עשוי להיות קשור להצטברות חמורה של אבקת הסיליקון המשמשת ופיזור לא מספיק בתרחית המלט.

(2) Li Kliang et al.(2005) חקרו את ההשפעות של טמפרטורת ההסתייד, זמן ההסתייד ותכולת SiO2 ו-A12O3 בקאולין על פעילות המטאקולין לשיפור חוזק בטון צמנט.בטון ופולימרי אדמה חוזק גבוה הוכנו באמצעות מטאקולין.התוצאות מראות שכאשר תכולת המטאקולין היא 15% ויחס צמנט המים הוא 0.4, חוזק הלחיצה לאחר 28 ימים הוא 71.9 MPa.כאשר תכולת המטאקולין היא 10% ויחס צמנט המים הוא 0.375, חוזק הלחיצה לאחר 28 ימים הוא 73.9 MPa.יתרה מכך, כאשר תכולת המטאקולין היא 10%, מדד הפעילות שלו מגיע ל-114, שהוא גבוה ב-11.8% מאותה כמות אבקת סיליקון.לכן, מאמינים שניתן להשתמש במטאקולין להכנת בטון בעל חוזק גבוה.

נחקר הקשר בין מתח מתיחה צירי של בטון עם 0, 0.5%, 10% ו-15% תכולת מטאקולין.נמצא כי עם העלייה בתכולת המטאקולין, נקודת השיא של חוזק מתיחה צירית של בטון גדלה באופן משמעותי, ומודול האלסטי של המתיחה נותר ללא שינוי.עם זאת, חוזק הלחיצה של הבטון גדל באופן משמעותי, בעוד שיחס חוזק הלחיצה ירד בהתאם.חוזק המתיחה וחוזק הלחיצה של בטון עם תכולת קאולין של 15% הם 128% ו-184% מבטון הייחוס, בהתאמה.
כאשר בחנו את ההשפעה המחזקת של אבקה עדינה במיוחד של מטאקולין על בטון, נמצא כי תחת אותה נזילות, חוזק הלחיצה וחוזק הכפיפה של טיט המכיל 10% מטאקולין עלו ב-6% עד 8% לאחר 28 ימים.התפתחות החוזק המוקדמת של בטון מעורבב עם מטאקולין היה מהיר משמעותית מזה של בטון רגיל.בהשוואה לבטון הבנצ'מרק, לבטון המכיל 15% מטקאולין יש עלייה של 84% בחוזק לחיצה צירית תלת מימדית ועלייה של 80% בחוזק לחיצה צירית של 28D, בעוד שלמודוס האלסטי הסטטי יש עלייה של 9% בתלת מימד ועלייה של 8%. ב-28 ד'.

נחקרה ההשפעה של השיעור המעורב של אדמת מטקאולין וסיגים על חוזק ועמידות הבטון.התוצאות מראות שהוספת מטאקולין לבטון סיגים משפרת את חוזק ועמידות הבטון, והיחס האופטימלי בין סיגים למלט הוא סביב 3:7, מה שמביא לחוזק בטון אידיאלי.הפרש הקשתות של בטון מרוכב מעט גבוה מזה של בטון סיגים בודדים בשל השפעת האפר הוולקני של המטאקולין.חוזק המתיחה שלו בפיצול גבוה יותר מזה של הבטון המבחן.

יכולת העיבוד, חוזק הלחיצה והעמידות של הבטון נחקרו על ידי שימוש במטאקולין, אפר וסיגים כתחליפים למלט, וערבוב מטאקולין עם אפר וסיגים בנפרד להכנת בטון.התוצאות מראות שכאשר מטאקולין מחליף 5% עד 25% מלט בכמויות שוות, חוזק הלחיצה של בטון בכל הגילאים משתפר;כאשר משתמשים במטאקולין להחלפת מלט ב-20% בכמויות שוות, חוזק הלחיצה בכל גיל הוא אידיאלי, וחוזקו ב-3d, 7d ו-28d גבוה ב-26.0%, 14.3% ו-8.9% מזה של בטון ללא מטאקולין. הוסיף, בהתאמה.זה מצביע על כך שעבור צמנט פורטלנד מסוג II, הוספת מטאקולין יכולה לשפר את חוזק הבטון המוכן.

שימוש בסיגי פלדה, מטקאולין וחומרים נוספים כחומרי הגלם העיקריים להכנת צמנט גיאופולימר במקום צמנט פורטלנד מסורתי, על מנת להשיג את המטרה של שימור אנרגיה, הפחתת צריכה והפיכת פסולת לאוצר.התוצאות מראות שכאשר תכולת הפלדה והאפר המעופף היא שניהם 20%, חוזק בלוק הבדיקה ב-28 ימים מגיע לגבוה מאוד (95.5MPa).ככל שכמות סיגי הפלדה הנוספת עולה, היא יכולה גם למלא תפקיד מסוים בהפחתת הצטמקות של צמנט גיאופולימר.

באמצעות המסלול הטכני של "צמנט פורטלנד + תערובת מינרלים פעילים + חומר מפחית מים ביעילות גבוהה", טכנולוגיית בטון מים ממוגנט ותהליכי הכנה קונבנציונליים, נערכו ניסויים בהכנת בטון סיגי אבן דל פחמן וחזק במיוחד באמצעות חומרי גלם כגון אבנים וסיגים ממגוון רחב של מקורות מקומיים.התוצאות מצביעות על כך שהמינון המתאים של מטאקולין הוא 10%.יחס המסה לחוזק של תרומת המלט ליחידת מסה של בטון סיגים אבן בעל חוזק גבוה הוא בערך פי 4.17 מבטון רגיל, פי 2.49 מבטון חוזק גבוה (HSC), ופי 2.02 מבטון אבקה תגובתי (RPC) ).לכן, בטון סיגי אבן בעל חוזק גבוה במיוחד שהוכן עם מלט במינון נמוך הוא כיוון התפתחות הבטון בעידן הכלכלה דלת הפחמן.

(3) לאחר הוספת קאולין עם עמידות לכפור לבטון, גודל הנקבוביות של הבטון מצטמצם מאוד, מה שמשפר את מחזור ההקפאה-הפשרה של הבטון.תחת מספר מסוים של מחזורי הקפאה-הפשרה, מודול האלסטיות של דגימת הבטון עם תכולת קאולין של 15% בגיל 28 ימים גבוה משמעותית מזה של בטון הייחוס בגיל 28 ימים.היישום המרוכב של מטאקולין ואבקות אולטרה-עדינות אחרות בבטון יכול גם לשפר מאוד את עמידות הבטון.