1) સિમેન્ટ સ્લરી અને મોર્ટારની મજબૂતાઈમાં સુધારો કરવો એ કોંક્રીટના ઉચ્ચ પ્રદર્શનનું એક લક્ષણ છે.મેટાકાઓલિન ઉમેરવાનો મુખ્ય હેતુ સિમેન્ટ મોર્ટાર અને કોંક્રિટની મજબૂતાઈમાં સુધારો કરવાનો છે.

પૂન એટ અલ, 28d અને 90d પર તેની મજબૂતાઈ મેટાકાઓલિન સિમેન્ટની સમકક્ષ છે, પરંતુ તેની પ્રારંભિક તાકાત બેન્ચમાર્ક સિમેન્ટ કરતાં ઓછી છે.વિશ્લેષણ સૂચવે છે કે આ વપરાયેલ સિલિકોન પાવડરના ગંભીર એકત્રીકરણ અને સિમેન્ટ સ્લરીમાં અપૂરતા વિક્ષેપ સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.

(2) લી કેલિયાંગ એટ અલ.(2005) સિમેન્ટ કોંક્રિટની મજબૂતાઈ સુધારવા માટે મેટાકોલિનની પ્રવૃત્તિ પર કેલ્સિનેશન તાપમાન, કેલ્સિનેશન સમય અને કાઓલિનમાં SiO2 અને A12O3 સામગ્રીની અસરોનો અભ્યાસ કર્યો.મેટાકાઓલિનનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ શક્તિવાળા કોંક્રિટ અને માટીના પોલિમર તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા.પરિણામો દર્શાવે છે કે જ્યારે મેટાકાઓલિનની સામગ્રી 15% હોય છે અને પાણીનો સિમેન્ટ ગુણોત્તર 0.4 હોય છે, ત્યારે 28 દિવસમાં સંકુચિત શક્તિ 71.9 MPa છે.જ્યારે મેટાકોલિનની સામગ્રી 10% હોય છે અને પાણીનો સિમેન્ટ ગુણોત્તર 0.375 હોય છે, ત્યારે 28 દિવસમાં સંકુચિત શક્તિ 73.9 MPa છે.તદુપરાંત, જ્યારે મેટાકાઓલિનની સામગ્રી 10% હોય છે, ત્યારે તેની પ્રવૃત્તિ સૂચકાંક 114 સુધી પહોંચે છે, જે સિલિકોન પાવડરની સમાન માત્રા કરતા 11.8% વધારે છે.તેથી, એવું માનવામાં આવે છે કે ઉચ્ચ-શક્તિવાળા કોંક્રિટ તૈયાર કરવા માટે મેટાકોલિનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

0, 0.5%, 10% અને 15% મેટાકાઓલિન સામગ્રી સાથે કોંક્રિટના અક્ષીય તાણ-તાણ સંબંધનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.એવું જાણવા મળ્યું હતું કે મેટાકોલિન સામગ્રીમાં વધારો થવાથી, કોંક્રિટની અક્ષીય તાણ શક્તિની ટોચની તાણ નોંધપાત્ર રીતે વધી છે, અને તાણ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ મૂળભૂત રીતે યથાવત છે.જો કે, કોંક્રિટની સંકુચિત શક્તિ નોંધપાત્ર રીતે વધી છે, જ્યારે સંકુચિત શક્તિ ગુણોત્તર અનુરૂપ ઘટાડો થયો છે.15% કાઓલિન સામગ્રી સાથે કોંક્રિટની તાણ શક્તિ અને સંકુચિત શક્તિ અનુક્રમે સંદર્ભ કોંક્રિટના 128% અને 184% છે.
કોંક્રિટ પર મેટાકાઓલિનના અલ્ટ્રાફાઇન પાવડરની મજબૂતીકરણની અસરનો અભ્યાસ કરતી વખતે, એવું જણાયું હતું કે સમાન પ્રવાહીતા હેઠળ, 10% મેટાકોલિન ધરાવતા મોર્ટારની સંકુચિત શક્તિ અને ફ્લેક્સરલ તાકાત 28 દિવસ પછી 6% થી 8% વધી છે.મેટાકોલિન સાથે મિશ્રિત કોંક્રિટનો પ્રારંભિક મજબૂતાઈનો વિકાસ પ્રમાણભૂત કોંક્રિટ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી હતો.બેન્ચમાર્ક કોંક્રિટની તુલનામાં, 15% મેટાકાઓલિન ધરાવતા કોંક્રિટમાં 3D અક્ષીય સંકોચન શક્તિમાં 84% અને 28d અક્ષીય સંકુચિત શક્તિમાં 80% વધારો છે, જ્યારે સ્થિર સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસમાં 3Dમાં 9% અને 8% વધારો છે. 28 ડી માં.

કોંક્રિટની મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણું પર મેટાકોલિન માટી અને સ્લેગના મિશ્ર પ્રમાણના પ્રભાવનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.પરિણામો દર્શાવે છે કે સ્લેગ કોંક્રિટમાં મેટાકોલિન ઉમેરવાથી કોંક્રિટની મજબૂતાઈ અને ટકાઉપણું સુધરે છે, અને સ્લેગ અને સિમેન્ટનો શ્રેષ્ઠ ગુણોત્તર લગભગ 3:7 છે, જેના પરિણામે કોંક્રિટની આદર્શ મજબૂતાઈ મળે છે.મેટાકોલિનની જ્વાળામુખીની રાખની અસરને કારણે સંયુક્ત કોંક્રિટનો કમાન તફાવત સિંગલ સ્લેગ કોંક્રિટ કરતા થોડો વધારે છે.તેની વિભાજનની તાણ શક્તિ બેન્ચમાર્ક કોંક્રિટ કરતા વધારે છે.

સિમેન્ટના વિકલ્પ તરીકે મેટાકોલિન, ફ્લાય એશ અને સ્લેગનો ઉપયોગ કરીને અને કોંક્રિટ તૈયાર કરવા માટે ફ્લાય એશ અને સ્લેગ સાથે મેટાકાઓલિનને અલગથી ભેળવીને કોંક્રિટની કાર્યક્ષમતા, સંકુચિત શક્તિ અને ટકાઉપણુંનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.પરિણામો દર્શાવે છે કે જ્યારે મેટાકોલિન 5% થી 25% સિમેન્ટને સમાન માત્રામાં બદલે છે, ત્યારે તમામ ઉંમરે કોંક્રિટની સંકુચિત શક્તિમાં સુધારો થાય છે;જ્યારે મેટાકોલિનનો ઉપયોગ સિમેન્ટને 20% સમાન માત્રામાં બદલવા માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારે દરેક ઉંમરે સંકુચિત શક્તિ આદર્શ છે, અને 3d, 7d અને 28d પર તેની મજબૂતાઈ 26.0%, 14.3% અને 8.9% મેટાકાઓલિન વિનાના કોંક્રિટ કરતા વધારે છે. અનુક્રમે ઉમેર્યું.આ સૂચવે છે કે પ્રકાર II પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ માટે, મેટાકોલિન ઉમેરવાથી તૈયાર કોંક્રિટની મજબૂતાઈમાં સુધારો થઈ શકે છે.

પરંપરાગત પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટને બદલે જીઓપોલિમર સિમેન્ટ તૈયાર કરવા માટે મુખ્ય કાચી સામગ્રી તરીકે સ્ટીલ સ્લેગ, મેટાકોલિન અને અન્ય સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને, ઊર્જા સંરક્ષણ, વપરાશમાં ઘટાડો અને કચરાને ખજાનામાં ફેરવવાના લક્ષ્યને પ્રાપ્ત કરવા માટે.પરિણામો દર્શાવે છે કે જ્યારે સ્ટીલ અને ફ્લાય એશ બંનેની સામગ્રી 20% હોય છે, ત્યારે 28 દિવસમાં ટેસ્ટ બ્લોકની મજબૂતાઈ ખૂબ ઊંચી (95.5MPa) સુધી પહોંચે છે.જેમ જેમ સ્ટીલ સ્લેગની માત્રામાં વધારો થાય છે, તેમ તે જીઓપોલિમર સિમેન્ટના સંકોચનને ઘટાડવામાં પણ ચોક્કસ ભૂમિકા ભજવી શકે છે.

“પોર્ટલેન્ડ સિમેન્ટ+સક્રિય ખનિજ મિશ્રણ+ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પાણી ઘટાડનાર એજન્ટ”, મેગ્નેટાઇઝ્ડ વોટર કોંક્રિટ ટેક્નોલોજી અને પરંપરાગત તૈયારી પ્રક્રિયાઓના તકનીકી માર્ગનો ઉપયોગ કરીને, લો-કાર્બન અને અલ્ટ્રા-હાઇ સ્ટ્રેન્થ સ્લેગ કોંક્રીટની તૈયારી પર પ્રયોગો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. સ્થાનિક સ્ત્રોતોની વિશાળ શ્રેણીમાંથી પત્થરો અને સ્લેગ જેવી કાચી સામગ્રી.પરિણામો સૂચવે છે કે મેટાકોલિનની યોગ્ય માત્રા 10% છે.અલ્ટ્રા-હાઈ સ્ટ્રેન્થ સ્ટોન સ્લેગ કોંક્રીટના એકમ માસ દીઠ સિમેન્ટ યોગદાનનો સમૂહ અને શક્તિનો ગુણોત્તર સામાન્ય કોંક્રિટ કરતા લગભગ 4.17 ગણો, ઉચ્ચ-શક્તિવાળા કોંક્રિટ (HSC) કરતા 2.49 ગણો અને પ્રતિક્રિયાશીલ પાવડર કોંક્રિટ (RPC) કરતા 2.02 ગણો છે. ).તેથી, ઓછા ડોઝ સિમેન્ટ સાથે તૈયાર કરવામાં આવેલ અલ્ટ્રા-હાઈ સ્ટ્રેન્થ સ્લેગ કોંક્રીટ એ લો-કાર્બન ઈકોનોમી યુગમાં કોંક્રિટ વિકાસની દિશા છે.

(3) કોંક્રીટમાં હિમ પ્રતિકાર સાથે કાઓલીન ઉમેર્યા પછી, કોંક્રીટના છિદ્રનું કદ ઘણું ઓછું થઈ જાય છે, જે કોંક્રિટના ફ્રીઝ-થૉ ચક્રમાં સુધારો કરે છે.ફ્રીઝ-થૉ ચક્રની ચોક્કસ સંખ્યા હેઠળ, 28 દિવસની ઉંમરે 15% કાઓલિન સામગ્રી સાથે કોંક્રિટ નમૂનાનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ 28 દિવસની ઉંમરે સંદર્ભ કોંક્રિટ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે.કોંક્રિટમાં મેટાકાઓલિન અને અન્ય ખનિજ અલ્ટ્રાફાઇન પાવડરનો સંયુક્ત ઉપયોગ પણ કોંક્રિટની ટકાઉપણામાં ઘણો સુધારો કરી શકે છે.