1) Tsemendisuspensiooni ja -mördi tugevuse parandamine on üks betooni kõrge jõudluse tunnuseid. Metakaoliini lisamise üks peamisi eesmärke on tsemendimördi ja betooni tugevuse parandamine.

Poon jt, selle tugevus 28d ja 90d juures on samaväärne metakaoliintsemendi omaga, kuid selle varajane tugevus on madalam kui võrdlustsemendil. Analüüs näitab, et see võib olla seotud kasutatud ränipulbri tugeva aglomeratsiooniga ja ebapiisava dispersiooniga tsemendisuspensioonis.

(2) Li Keliang jt (2005) uurisid kaltsineerimistemperatuuri, kaltsineerimisaja ning kaoliinis sisalduvate SiO2 ja A12O3 sisalduse mõju metakaoliini aktiivsusele tsementbetooni tugevuse parandamisel. Metakaoliini abil valmistati kõrgtugevat betooni ja pinnasepolümeere. Tulemused näitavad, et kui metakaoliini sisaldus on 15% ja vee-tsemendi suhe on 0,4, on survetugevus 28 päeva pärast 71,9 MPa. Kui metakaoliini sisaldus on 10% ja vee-tsemendi suhe on 0,375, on survetugevus 28 päeva pärast 73,9 MPa. Lisaks, kui metakaoliini sisaldus on 10%, ulatub selle aktiivsuse indeks 114-ni, mis on 11,8% kõrgem kui sama koguse ränipulbri puhul. Seetõttu arvatakse, et metakaoliini saab kasutada kõrgtugeva betooni valmistamiseks.

Uuriti 0, 0,5%, 10% ja 15% metakaoliini sisaldusega betooni aksiaalse tõmbepinge ja deformatsiooni suhet. Leiti, et metakaoliini sisalduse suurenemisega suurenes betooni aksiaalse tõmbetugevuse tippdeformatsioon oluliselt ja tõmbeelastsusmoodul jäi praktiliselt samaks. Betooni survetugevus aga suurenes oluliselt, samas kui survetugevuse suhe vastavalt vähenes. 15% kaoliini sisaldusega betooni tõmbetugevus ja survetugevus on vastavalt 128% ja 184% võrdlusbetooni omast.
Ülipeene metakaoliinipulbri tugevdavat mõju betoonile uurides leiti, et sama voolavuse korral suurenesid 10% metakaoliini sisaldava mördi survetugevus ja paindetugevus 28 päeva pärast 6–8%. Metakaoliiniga segatud betooni varajase tugevuse areng oli oluliselt kiirem kui standardbetoonil. Võrreldes võrdlusbetooniga on 15% metakaoliini sisaldaval betoonil 3D-aksiaalne survetugevus suurenenud 84% ja 28d-aksiaalne survetugevus 80%, samas kui staatiline elastsusmoodul on suurenenud 3D-s 9% ja 28d-s 8%.

Uuriti metakaoliinmulla ja räbu segatud suhte mõju betooni tugevusele ja vastupidavusele. Tulemused näitavad, et metakaoliini lisamine räbubetoonile parandab betooni tugevust ja vastupidavust ning optimaalne räbu ja tsemendi suhe on umbes 3:7, mis annab ideaalse betooni tugevuse. Komposiitbetooni võlvide vahe on metakaoliini vulkaanilise tuha efekti tõttu veidi suurem kui üksikräbubetoonil. Selle lõhestav tõmbetugevus on suurem kui võrdlusbetoonil.

Betooni töödeldavust, survetugevust ja vastupidavust uuriti, kasutades tsemendi asendajatena metakaoliini, lendtuhka ja räbu ning segades betooni valmistamiseks metakaoliini eraldi lendtuha ja räbuga. Tulemused näitavad, et kui metakaoliin asendab tsementi 5–25% võrdsetes kogustes, paraneb betooni survetugevus igas vanuses; kui metakaoliini kasutatakse tsemendi asendamiseks 20% võrdsetes kogustes, on survetugevus igas vanuses ideaalne ning selle tugevus 3, 7 ja 28 päeva pärast on vastavalt 26,0%, 14,3% ja 8,9% suurem kui metakaoliini lisamata betoonil. See näitab, et II tüüpi portlandtsemendi puhul võib metakaoliini lisamine parandada valmistatud betooni tugevust.

Geopolümeertsemendi valmistamisel traditsioonilise portlandtsemendi asemel kasutatakse peamise toorainena terasräbu, metakaoliini ja muid materjale, et saavutada energia säästmise, tarbimise vähendamise ja jäätmete aardeks muutmise eesmärk. Tulemused näitavad, et kui terase ja lendtuha sisaldus on mõlemad 20%, saavutab katseploki tugevus 28 päeva pärast väga kõrge (95,5 MPa). Terasräbu koguse suurenedes võib see mängida teatud rolli ka geopolümeertsemendi kokkutõmbumise vähendamisel.

Kasutades tehnilist teed „Portlandtsement + aktiivne mineraallisand + suure efektiivsusega vee redutseerija“, magnetiseeritud veebetooni tehnoloogiat ja tavapäraseid valmistusprotsesse, viidi läbi katseid madala süsinikusisaldusega ja ülikõrge tugevusega kiviräbubetooni valmistamiseks, kasutades toorainena selliseid materjale nagu kivid ja räbu paljudest kohalikest allikatest. Tulemused näitavad, et metakaoliini sobiv annus on 10%. Ülikõrge tugevusega kiviräbubetooni tsemendi massi ja tugevuse suhe massiühiku kohta on umbes 4,17 korda suurem kui tavalisel betoonil, 2,49 korda suurem kui ülitugeval betoonil (HSC) ja 2,02 korda suurem kui reaktiivsel pulberbetoonil (RPC). Seetõttu on madala tsemendi annusega valmistatud ülikõrge tugevusega kiviräbubetoon betooni arendamise suund madala süsinikusisaldusega majanduse ajastul.

(3) Pärast külmakindla kaoliini lisamist betoonile väheneb betooni pooride suurus oluliselt, mis parandab betooni külmumis-sulamistsüklit. Teatud arvu külmumis-sulamistsüklite korral on 15% kaoliinisisaldusega betoonproovi elastsusmoodul 28 päeva vanuselt oluliselt kõrgem kui võrdlusbetoonil 28 päeva vanuselt. Metakaoliini ja teiste mineraalsete ülipeente pulbrite komposiitmaterjalina kasutamine betoonis võib samuti oluliselt parandada betooni vastupidavust.