1) Migliorare la resistenza della malta e dell'impasto cementizio è uno dei tratti distintivi delle alte prestazioni del calcestruzzo.Uno degli scopi principali dell'aggiunta di metacaolino è migliorare la resistenza della malta cementizia e del calcestruzzo.

Poon et al, La sua resistenza a 28d e 90d è equivalente a quella del cemento metacaolino, ma la sua resistenza iniziale è inferiore a quella del cemento di riferimento.L'analisi suggerisce che ciò potrebbe essere correlato alla forte agglomerazione della polvere di silicio utilizzata e all'insufficiente dispersione nell'impasto liquido di cemento.

(2) Li Keliang et al.(2005) hanno studiato gli effetti della temperatura di calcinazione, del tempo di calcinazione e del contenuto di SiO2 e A12O3 nel caolino sull'attività del metacaolino per migliorare la resistenza del calcestruzzo cementizio.I polimeri del calcestruzzo e del terreno ad alta resistenza sono stati preparati utilizzando il metacaolino.I risultati mostrano che quando il contenuto di metacaolino è del 15% e il rapporto acqua-cemento è 0,4, la resistenza alla compressione a 28 giorni è 71,9 MPa.Quando il contenuto di metacaolino è del 10% e il rapporto acqua-cemento è 0,375, la resistenza alla compressione a 28 giorni è 73,9 MPa.Inoltre, quando il contenuto di metacaolino è del 10%, il suo indice di attività raggiunge 114, che è superiore dell'11,8% rispetto alla stessa quantità di polvere di silicio.Pertanto, si ritiene che il metacaolino possa essere utilizzato per preparare calcestruzzo ad alta resistenza.

È stata studiata la relazione sforzo-deformazione a trazione assiale del calcestruzzo con contenuto di metacaolino dello 0, 0,5%, 10% e 15%.Si è riscontrato che con l’aumento del contenuto di metacaolino, la deformazione massima della resistenza a trazione assiale del calcestruzzo aumentava significativamente e il modulo elastico a trazione rimaneva sostanzialmente invariato.Tuttavia, la resistenza a compressione del calcestruzzo è aumentata in modo significativo, mentre il rapporto di resistenza a compressione è diminuito corrispondentemente.La resistenza alla trazione e alla compressione del calcestruzzo con un contenuto di caolino del 15% è rispettivamente pari al 128% e al 184% del calcestruzzo di riferimento.
Studiando l'effetto rinforzante della polvere ultrafine di metacaolino sul calcestruzzo, si è riscontrato che, a parità di fluidità, la resistenza alla compressione e alla flessione della malta contenente il 10% di metacaolino aumentava dal 6% all'8% dopo 28 giorni.Lo sviluppo iniziale della resistenza del calcestruzzo miscelato con metacaolino è stato significativamente più rapido di quello del calcestruzzo standard.Rispetto al calcestruzzo di riferimento, il calcestruzzo contenente il 15% di metacaolino ha un aumento dell'84% nella resistenza a compressione assiale 3D e un aumento dell'80% nella resistenza a compressione assiale 28d, mentre il modulo elastico statico ha un aumento del 9% in 3D e un aumento dell'8% nel 28d.

È stata studiata l'influenza della proporzione mista di terreno metacaolino e scorie sulla resistenza e la durabilità del calcestruzzo.I risultati mostrano che l’aggiunta di metacaolino alle scorie di calcestruzzo migliora la resistenza e la durabilità del calcestruzzo e il rapporto ottimale tra scorie e cemento è di circa 3:7, con conseguente resistenza ideale del calcestruzzo.La differenza dell'arco del calcestruzzo composito è leggermente superiore a quella del calcestruzzo a scoria singola a causa dell'effetto cenere vulcanica del metacaolino.La sua resistenza alla trazione è superiore a quella del calcestruzzo di riferimento.

La lavorabilità, la resistenza alla compressione e la durabilità del calcestruzzo sono state studiate utilizzando metacaolino, ceneri volanti e scorie come sostituti del cemento e mescolando metacaolino con ceneri volanti e scorie separatamente per preparare il calcestruzzo.I risultati mostrano che quando il metacaolino sostituisce dal 5% al ​​25% di cemento in uguali quantità, la resistenza a compressione del calcestruzzo a tutte le età risulta migliorata;Quando il metacaolino viene utilizzato per sostituire il cemento del 20% in uguali quantità, la resistenza alla compressione a ciascuna età è ideale e la sua resistenza a 3d, 7d e 28d è superiore del 26,0%, 14,3% e 8,9% rispetto a quella del calcestruzzo senza metacaolino aggiunti, rispettivamente.Ciò indica che per il cemento Portland di tipo II, l'aggiunta di metacaolino può migliorare la resistenza del calcestruzzo preparato.

Utilizzando scorie di acciaio, metacaolino e altri materiali come materie prime principali per preparare il cemento geopolimerico invece del tradizionale cemento Portland, al fine di raggiungere l'obiettivo del risparmio energetico, della riduzione dei consumi e della trasformazione dei rifiuti in tesori.I risultati mostrano che quando il contenuto di acciaio e di ceneri volanti è entrambi del 20%, la resistenza del blocco di prova a 28 giorni raggiunge un valore molto elevato (95,5 MPa).Poiché la quantità di scorie di acciaio aggiunte aumenta, possono anche svolgere un certo ruolo nel ridurre il ritiro del cemento geopolimerico.

Utilizzando il percorso tecnico “cemento Portland+additivo minerale attivo+agente riduttore d’acqua ad alta efficienza”, la tecnologia del calcestruzzo ad acqua magnetizzata e i processi di preparazione convenzionali, sono stati condotti esperimenti sulla preparazione di calcestruzzo con scorie di pietra a basso contenuto di carbonio e ad altissima resistenza utilizzando materie prime come pietre e scorie provenienti da un'ampia gamma di fonti locali.I risultati indicano che il dosaggio appropriato di metacaolino è del 10%.Il rapporto massa/resistenza del contributo del cemento per unità di massa del calcestruzzo con scorie di pietra ad altissima resistenza è circa 4,17 volte quello del calcestruzzo ordinario, 2,49 volte quello del calcestruzzo ad alta resistenza (HSC) e 2,02 volte quello del calcestruzzo in polvere reattiva (RPC). ).Pertanto, il calcestruzzo di scorie di pietra ad altissima resistenza preparato con cemento a basso dosaggio è la direzione dello sviluppo del calcestruzzo nell’era dell’economia a basse emissioni di carbonio.

(3) Dopo aver aggiunto al calcestruzzo il caolino resistente al gelo, la dimensione dei pori del calcestruzzo viene notevolmente ridotta, migliorando il ciclo di gelo-disgelo del calcestruzzo.Sotto un certo numero di cicli di gelo-disgelo, il modulo elastico del campione di calcestruzzo con un contenuto di caolino del 15% a 28 giorni di età è significativamente superiore a quello del calcestruzzo di riferimento a 28 giorni di età.Anche l'applicazione composita di metacaolino e altre polveri minerali ultrafini nel calcestruzzo può migliorare notevolmente la durabilità del calcestruzzo.