১) সিমেন্ট স্লারি ও মর্টারের শক্তি বৃদ্ধি করা উচ্চ কর্মক্ষমতা সম্পন্ন কংক্রিটের অন্যতম বৈশিষ্ট্য। মেটাক্যাওলিন যোগ করার অন্যতম প্রধান উদ্দেশ্য হলো সিমেন্ট মর্টার ও কংক্রিটের শক্তি বৃদ্ধি করা।

পুন ও অন্যান্যদের মতে, ২৮ দিন এবং ৯০ দিনে এর শক্তি মেটাকওলিন সিমেন্টের সমতুল্য, কিন্তু এর প্রারম্ভিক শক্তি বেঞ্চমার্ক সিমেন্টের চেয়ে কম। বিশ্লেষণে বোঝা যায় যে, এর কারণ হতে পারে ব্যবহৃত সিলিকন পাউডারের তীব্র জমাটবদ্ধতা এবং সিমেন্ট স্লারিতে এর অপর্যাপ্ত বিস্তার।

(2) লি কেলিয়াং এবং অন্যান্যরা (২০০৫) সিমেন্ট কংক্রিটের শক্তি বৃদ্ধির জন্য মেটাকাওলিনের সক্রিয়তার উপর ক্যালসিনেশন তাপমাত্রা, ক্যালসিনেশন সময় এবং কাওলিনে SiO2 এবং A12O3 এর পরিমাণের প্রভাব নিয়ে গবেষণা করেছেন। মেটাকাওলিন ব্যবহার করে উচ্চ শক্তির কংক্রিট এবং মৃত্তিকা পলিমার তৈরি করা হয়েছিল। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, যখন মেটাকাওলিনের পরিমাণ ১৫% এবং পানি-সিমেন্ট অনুপাত ০.৪, তখন ২৮ দিনে সংকোচন শক্তি হয় ৭১.৯ MPa। যখন মেটাকাওলিনের পরিমাণ ১০% এবং পানি-সিমেন্ট অনুপাত ০.৩৭৫, তখন ২৮ দিনে সংকোচন শক্তি হয় ৭৩.৯ MPa। অধিকন্তু, যখন মেটাকাওলিনের পরিমাণ ১০%, তখন এর সক্রিয়তা সূচক ১১৪-এ পৌঁছায়, যা একই পরিমাণ সিলিকন পাউডারের চেয়ে ১১.৮% বেশি। অতএব, বিশ্বাস করা হয় যে মেটাকাওলিন উচ্চ-শক্তির কংক্রিট তৈরিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

০, ০.৫%, ১০% এবং ১৫% মেটাকওলিনযুক্ত কংক্রিটের অক্ষীয় টানজনিত পীড়ন-বিকৃতি সম্পর্ক নিয়ে গবেষণা করা হয়েছে। দেখা গেছে যে, মেটাকওলিনের পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে কংক্রিটের অক্ষীয় টান শক্তির সর্বোচ্চ বিকৃতি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে এবং টানজনিত স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক মূলত অপরিবর্তিত ছিল। তবে, কংক্রিটের সংকোচন শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে, এবং এর সাথে সঙ্গতি রেখে সংকোচন শক্তির অনুপাত হ্রাস পেয়েছে। ১৫% কওলিনযুক্ত কংক্রিটের টান শক্তি এবং সংকোচন শক্তি যথাক্রমে রেফারেন্স কংক্রিটের ১২৮% এবং ১৮৪%।
কংক্রিটের উপর মেটাক্যাওলিনের অতিসূক্ষ্ম গুঁড়োর শক্তিশালীকরণ প্রভাব অধ্যয়ন করে দেখা গেছে যে, একই তরলতায়, ১০% মেটাক্যাওলিনযুক্ত মর্টারের সংকোচন শক্তি এবং নমন শক্তি ২৮ দিন পর ৬% থেকে ৮% বৃদ্ধি পেয়েছে। মেটাক্যাওলিন মিশ্রিত কংক্রিটের প্রাথমিক শক্তি বৃদ্ধি সাধারণ কংক্রিটের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে দ্রুততর ছিল। বেঞ্চমার্ক কংক্রিটের তুলনায়, ১৫% মেটাক্যাওলিনযুক্ত কংক্রিটের ত্রিমাত্রিক অক্ষীয় সংকোচন শক্তি ৮৪% এবং ২৮ দিনের অক্ষীয় সংকোচন শক্তি ৮০% বৃদ্ধি পেয়েছে, যেখানে স্থিতিশীল স্থিতিস্থাপক মডুলাস ত্রিমাত্রিক ক্ষেত্রে ৯% এবং ২৮ দিনের ক্ষেত্রে ৮% বৃদ্ধি পেয়েছে।

কংক্রিটের শক্তি ও স্থায়িত্বের উপর মেটাক্যাওলিন মাটি এবং স্ল্যাগের মিশ্র অনুপাতের প্রভাব নিয়ে গবেষণা করা হয়েছে। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, স্ল্যাগ কংক্রিটে মেটাক্যাওলিন যোগ করলে কংক্রিটের শক্তি ও স্থায়িত্ব বৃদ্ধি পায় এবং স্ল্যাগ ও সিমেন্টের সর্বোত্তম অনুপাত প্রায় ৩:৭, যা আদর্শ কংক্রিট শক্তি প্রদান করে। মেটাক্যাওলিনের আগ্নেয় ছাইয়ের প্রভাবের কারণে যৌগিক কংক্রিটের আর্চ পার্থক্য একক স্ল্যাগ কংক্রিটের চেয়ে সামান্য বেশি। এর বিভাজন টান শক্তি বেঞ্চমার্ক কংক্রিটের চেয়ে বেশি।

সিমেন্টের বিকল্প হিসেবে মেটাক্যাওলিন, ফ্লাই অ্যাশ এবং স্ল্যাগ ব্যবহার করে এবং কংক্রিট তৈরির জন্য মেটাক্যাওলিনকে ফ্লাই অ্যাশ ও স্ল্যাগের সাথে আলাদাভাবে মিশ্রিত করে কংক্রিটের কার্যক্ষমতা, সংকোচন শক্তি এবং স্থায়িত্ব নিয়ে গবেষণা করা হয়েছে। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, যখন সমপরিমাণে ৫% থেকে ২৫% সিমেন্টের পরিবর্তে মেটাক্যাওলিন ব্যবহার করা হয়, তখন সব বয়সেই কংক্রিটের সংকোচন শক্তি উন্নত হয়; যখন সমপরিমাণে ২০% সিমেন্টের পরিবর্তে মেটাক্যাওলিন ব্যবহার করা হয়, তখন প্রতিটি বয়সেই সংকোচন শক্তি আদর্শ থাকে এবং ৩ দিন, ৭ দিন ও ২৮ দিনে এর শক্তি যথাক্রমে ২৬.০%, ১৪.৩% ও ৮.৯% বেশি হয়, যা মেটাক্যাওলিন ছাড়া তৈরি কংক্রিটের শক্তির চেয়ে বেশি। এটি নির্দেশ করে যে, টাইপ II পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের ক্ষেত্রে মেটাক্যাওলিন যোগ করলে প্রস্তুতকৃত কংক্রিটের শক্তি উন্নত হতে পারে।

শক্তি সংরক্ষণ, খরচ হ্রাস এবং বর্জ্যকে সম্পদে পরিণত করার লক্ষ্য অর্জনের জন্য, প্রচলিত পোর্টল্যান্ড সিমেন্টের পরিবর্তে স্টিল স্ল্যাগ, মেটাক্যাওলিন এবং অন্যান্য উপকরণকে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করে জিওপলিমার সিমেন্ট প্রস্তুত করা হয়। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, যখন স্টিল এবং ফ্লাই অ্যাশ উভয়ের পরিমাণ ২০% হয়, তখন ২৮ দিনে পরীক্ষামূলক ব্লকের শক্তি অনেক বেশি (৯৫.৫ মেগাপ্যাসকেল) পর্যায়ে পৌঁছায়। স্টিল স্ল্যাগের পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে, এটি জিওপলিমার সিমেন্টের সংকোচন কমাতেও একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা পালন করতে পারে।

“পোর্টল্যান্ড সিমেন্ট + সক্রিয় খনিজ মিশ্রণ + উচ্চ-দক্ষতা সম্পন্ন জল হ্রাসকারী এজেন্ট” এই প্রযুক্তিগত পদ্ধতি, চৌম্বকীয় জল কংক্রিট প্রযুক্তি এবং প্রচলিত প্রস্তুতি প্রক্রিয়া ব্যবহার করে, বিভিন্ন স্থানীয় উৎস থেকে প্রাপ্ত পাথর ও ধাতুমলের মতো কাঁচামাল দিয়ে স্বল্প-কার্বন ও অতি-উচ্চ শক্তির পাথরমল কংক্রিট তৈরির উপর পরীক্ষা চালানো হয়। ফলাফল থেকে দেখা যায় যে, মেটাক্যাওলিনের উপযুক্ত মাত্রা হলো ১০%। অতি-উচ্চ শক্তির পাথরমল কংক্রিটের প্রতি একক ভরে সিমেন্টের অবদানের ভর-শক্তির অনুপাত সাধারণ কংক্রিটের চেয়ে প্রায় ৪.১৭ গুণ, উচ্চ-শক্তির কংক্রিটের (HSC) চেয়ে ২.৪৯ গুণ এবং প্রতিক্রিয়াশীল পাউডার কংক্রিটের (RPC) চেয়ে ২.০২ গুণ বেশি। অতএব, স্বল্প মাত্রার সিমেন্ট দিয়ে প্রস্তুত অতি-উচ্চ শক্তির পাথরমল কংক্রিটই হলো স্বল্প-কার্বন অর্থনীতির যুগে কংক্রিট উন্নয়নের দিকনির্দেশনা।

(3) কংক্রিটে হিম-প্রতিরোধী কাওলিন যোগ করার পর, কংক্রিটের ছিদ্রের আকার ব্যাপকভাবে হ্রাস পায়, যা কংক্রিটের জমাট-গলে যাওয়ার চক্রকে উন্নত করে। একটি নির্দিষ্ট সংখ্যক জমাট-গলে যাওয়ার চক্রের অধীনে, ২৮ দিন বয়সে ১৫% কাওলিনযুক্ত কংক্রিট নমুনার স্থিতিস্থাপক মডুলাস, ২৮ দিন বয়সের রেফারেন্স কংক্রিটের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। কংক্রিটে মেটাকাওলিন এবং অন্যান্য খনিজ অতিসূক্ষ্ম গুঁড়োর যৌগিক প্রয়োগ কংক্রিটের স্থায়িত্বকেও ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে।