1) Cemento skiedinio ir mišinio stiprumo gerinimas yra vienas iš betono aukštų eksploatacinių savybių požymių. Vienas iš pagrindinių metakaolino pridėjimo tikslų yra pagerinti cemento skiedinio ir betono stiprumą.

Poon ir kt., Jo stiprumas esant 28d ir 90d yra lygus metakaolino cemento stiprumui, tačiau ankstyvasis jo stiprumas yra mažesnis nei etaloninio cemento. Analizė rodo, kad tai gali būti susiję su didele naudojamų silicio miltelių aglomeracija ir nepakankama dispersija cemento srutoje.

(2) Li Keliang ir kt. (2005) tyrė kalcinavimo temperatūros, kalcinavimo laiko ir SiO2 bei A12O3 kiekio kaoline įtaką metakaolino aktyvumui gerinant cementbetono stiprumą. Naudojant metakaoliną buvo paruošti didelio stiprumo betono ir grunto polimerai. Rezultatai rodo, kad kai metakaolino kiekis yra 15 %, o vandens ir cemento santykis yra 0,4, gniuždymo stipris po 28 dienų yra 71,9 MPa. Kai metakaolino kiekis yra 10 %, o vandens ir cemento santykis yra 0,375, gniuždymo stipris po 28 dienų yra 73,9 MPa. Be to, kai metakaolino kiekis yra 10 %, jo aktyvumo indeksas siekia 114, tai yra 11,8 % daugiau nei tokio paties kiekio silicio miltelių. Todėl manoma, kad metakaolinas gali būti naudojamas didelio stiprumo betonui gaminti.

Buvo tirtas betono, kuriame metakaolino kiekis yra 0, 0,5 %, 10 % ir 15 %, ašinio tempiamojo įtempio ir deformacijos santykis. Nustatyta, kad didėjant metakaolino kiekiui, betono ašinio tempiamojo stiprio didžiausia deformacija reikšmingai padidėjo, o tempiamojo tamprumo modulis iš esmės nepakito. Tačiau betono gniuždomasis stipris reikšmingai padidėjo, o gniuždomojo stiprio santykis atitinkamai sumažėjo. Betono, kuriame kaolino kiekis yra 15 %, tempiamasis stipris ir gniuždomasis stipris sudaro atitinkamai 128 % ir 184 % etaloninio betono.
Tiriant itin smulkių metakaolino miltelių poveikį betonui, nustatyta, kad esant tokiam pačiam takumui, skiedinio, kuriame yra 10 % metakaolino, gniuždymo ir lenkimo stipris po 28 dienų padidėjo 6–8 %. Betono, sumaišyto su metakaolinu, ankstyvasis stiprio vystymasis buvo žymiai greitesnis nei standartinio betono. Palyginti su etaloniniu betonu, betono, kuriame yra 15 % metakaolino, 3D ašinis gniuždymo stipris padidėjo 84 %, o 28d ašinis gniuždymo stipris – 80 %, o statinis tamprumo modulis padidėjo 9 % 3D ir 8 % 28d.

Buvo tirta metakaolino grunto ir šlako mišinio santykio įtaka betono stiprumui ir ilgaamžiškumui. Rezultatai rodo, kad metakaolino įdėjimas į šlako betoną pagerina betono stiprumą ir ilgaamžiškumą, o optimalus šlako ir cemento santykis yra apie 3:7, todėl betono stiprumas yra idealus. Kompozitinio betono arkos skirtumas yra šiek tiek didesnis nei vieno šlako betono dėl metakaolino vulkaninių pelenų poveikio. Jo skilimo tempiamasis stipris yra didesnis nei etaloninio betono.

Betono apdirbamumas, gniuždymo stipris ir ilgaamžiškumas buvo tirti naudojant metakaoliną, lakiuosius pelenus ir šlaką kaip cemento pakaitalus ir atskirai maišant metakaoliną su lakiaisiais pelenais ir šlaku betonui paruošti. Rezultatai rodo, kad kai metakaolinas vienodais kiekiais pakeičia 5–25 % cemento, betono gniuždymo stipris pagerėja visais amžiaus intervalais; kai metakaolinas naudojamas 20 % cemento pakeisti vienodais kiekiais, gniuždymo stipris kiekviename amžiuje yra idealus, o jo stipris esant 3, 7 ir 28 datoms yra atitinkamai 26,0 %, 14,3 % ir 8,9 % didesnis nei betono be metakaolino. Tai rodo, kad II tipo portlandcemenčio atveju metakaolino pridėjimas gali pagerinti paruošto betono stiprumą.

Naudojant plieno šlaką, metakaoliną ir kitas medžiagas kaip pagrindines žaliavas geopolimeriniam cementui gaminti vietoj tradicinio portlandcemenčio, siekiant taupyti energiją, mažinti suvartojimą ir paversti atliekas lobiais. Rezultatai rodo, kad kai plieno ir lakiųjų pelenų kiekis yra 20 %, bandymo bloko stiprumas po 28 dienų pasiekia labai aukštą (95,5 MPa). Didėjant pridėto plieno šlako kiekiui, jis taip pat gali atlikti tam tikrą vaidmenį mažinant geopolimerinio cemento susitraukimą.

Naudojant techninį kelią „portlandcementis + aktyvus mineralinis priedas + didelio efektyvumo vandens reduktorius“, magnetizuoto vandens betono technologiją ir įprastinius paruošimo procesus, buvo atlikti eksperimentai, siekiant paruošti mažai anglies turintį ir itin didelio stiprumo akmens šlako betoną, naudojant tokias žaliavas kaip akmenys ir šlakas iš įvairių vietinių šaltinių. Rezultatai rodo, kad tinkama metakaolino dozė yra 10 %. Itin didelio stiprumo akmens šlako betono cemento įnašo masės ir stiprumo santykis masės vienete yra apie 4,17 karto didesnis nei įprasto betono, 2,49 karto didesnis nei didelio stiprumo betono (HSC) ir 2,02 karto didesnis nei reaktyviųjų miltelių betono (RPC). Todėl itin didelio stiprumo akmens šlako betonas, paruoštas naudojant mažos dozės cementą, yra betono plėtros kryptis mažai anglies dioksido išskiriančioje ekonomikoje.

(3) Į betoną įdėjus šalčiui atsparaus kaolino, betono porų dydis labai sumažėja, todėl pagerėja betono užšalimo-atšildymo ciklas. Esant tam tikram užšalimo-atšildymo ciklų skaičiui, betono bandinio, kuriame yra 15 % kaolino, tamprumo modulis po 28 dienų yra žymiai didesnis nei etaloninio betono po 28 dienų. Metakaolino ir kitų mineralinių itin smulkių miltelių panaudojimas betone taip pat gali labai pagerinti betono ilgaamžiškumą.