1) የሲሚንቶ ውህድና ሞርታር ጥንካሬን ማሻሻል የኮንክሪት ከፍተኛ አፈጻጸም ከሚያሳዩት ምልክቶች አንዱ ነው። ሜታካኦሊንን የመጨመር ዋና ዋና ዓላማዎች የሲሚንቶ ሞርታርና የኮንክሪት ጥንካሬን ማሻሻል ነው።

ፖን እና ሌሎችም፣ በ28d እና 90d ያለው ጥንካሬ ከሜታካኦሊን ሲሚንቶ ጋር እኩል ነው፣ ነገር ግን የመጀመሪያ ጥንካሬው ከመለኪያ ሲሚንቶ ያነሰ ነው። ትንታኔው እንደሚያሳየው ይህ ጥቅም ላይ የዋለው የሲሊኮን ዱቄት ከባድ ውህደት እና በሲሚንቶ ዝቃጭ ውስጥ በቂ ያልሆነ ስርጭት ጋር የተያያዘ ሊሆን ይችላል።

(2) ሊ ኬሊያንግ እና ሌሎች (2005) የካሊሲን ሙቀት፣ የካሊሲን ጊዜ እና የSiO2 እና A12O3 ይዘት በሜታካኦሊን እንቅስቃሴ ላይ የሲሚንቶ ኮንክሪት ጥንካሬን ለማሻሻል ያላቸውን ተጽእኖ አጥንተዋል። ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው ኮንክሪት እና የአፈር ፖሊመሮች ሜታካኦሊንን በመጠቀም ተዘጋጅተዋል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የሜታካኦሊን ይዘት 15% እና የውሃ ሲሚንቶ ጥምርታ 0.4 ሲሆን፣ በ28 ቀናት ውስጥ ያለው የመጭመቂያ ጥንካሬ 71.9 MPa ነው። የሜታካኦሊን ይዘት 10% እና የውሃ ሲሚንቶ ጥምርታ 0.375 ሲሆን፣ በ28 ቀናት ውስጥ ያለው የመጭመቂያ ጥንካሬ 73.9 MPa ነው። ከዚህም በላይ የሜታካኦሊን ይዘት 10% ሲሆን፣ የእንቅስቃሴ መረጃ ጠቋሚው 114 ይደርሳል፣ ይህም ከተመሳሳይ የሲሊኮን ዱቄት መጠን 11.8% ከፍ ያለ ነው። ስለዚህ፣ ሜታካኦሊን ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው ኮንክሪት ለማዘጋጀት ሊያገለግል እንደሚችል ይታመናል።

የኮንክሪት የ0፣ 0.5%፣ 10% እና 15% የሜታካኦሊን ይዘት ያለው የአክሲያል ቴንሲል ውጥረት-ውጥረት ግንኙነት ጥናት ተደርጎበታል። የሜታካኦሊን ይዘት ሲጨምር የኮንክሪት የአክሲያል ቴንሲል ጥንካሬ ጫፍ ውጥረት በከፍተኛ ሁኔታ እንደጨመረ እና የቴንሲል ላስቲክ ሞዱለስ በመሠረቱ ሳይለወጥ እንደቀጠለ ተገኝቷል። ሆኖም የኮንክሪት የመጭመቂያ ጥንካሬ በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል፣ የመጭመቂያ ጥንካሬ ጥምርታ ደግሞ በዚሁ ተመሳሳይ ሁኔታ ቀንሷል። 15% የካኦሊን ይዘት ያለው የኮንክሪት የመጭመቂያ ጥንካሬ እና የመጭመቂያ ጥንካሬ በቅደም ተከተል የማጣቀሻ ኮንክሪት 128% እና 184% ናቸው።
የሜታካሊን እጅግ በጣም ጥሩ ዱቄት በኮንክሪት ላይ የማጠናከሪያ ውጤትን ሲያጠኑ፣ በተመሳሳይ ፈሳሽነት፣ 10% ሜታካሊን የያዘው የሞርታር የመጭመቂያ ጥንካሬ እና የመተጣጠፍ ጥንካሬ ከ28 ቀናት በኋላ ከ6% ወደ 8% እንደጨመረ ተገኝቷል። ከሜታካሊን ጋር የተቀላቀለው የኮንክሪት የመጀመሪያ ጥንካሬ እድገት ከመደበኛ ኮንክሪት በእጅጉ ፈጣን ነበር። ከመለኪያ ኮንክሪት ጋር ሲነጻጸር፣ 15% ሜታካሊን የያዘው ኮንክሪት በ3D አክሲያል የመጭመቂያ ጥንካሬ 84% እና በ28d አክሲያል የመጭመቂያ ጥንካሬ 80% ጭማሪ አለው፣ የማይንቀሳቀስ የላስቲክ ሞዱለስ ደግሞ በ3D 9% ጭማሪ እና በ28d 8% ጭማሪ አለው።

የተደባለቀ የሜታካኦሊን አፈር እና ስላግ በኮንክሪት ጥንካሬ እና ዘላቂነት ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ጥናት ተደርጎበታል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ሜታካኦሊንን ወደ ስላግ ኮንክሪት ማከል የኮንክሪት ጥንካሬ እና ዘላቂነት እንደሚያሻሽል እና የስላግ ከሲሚንቶ ጋር ያለው ምርጥ ጥምርታ 3፡7 አካባቢ ሲሆን ይህም ተስማሚ የኮንክሪት ጥንካሬን ያስገኛል። የተቀላቀለ ኮንክሪት ቅስት ልዩነት በሜታካኦሊን የእሳተ ገሞራ አመድ ተጽእኖ ምክንያት ከአንድ ስላግ ኮንክሪት ትንሽ ከፍ ያለ ነው። የመሰነጠቅ ጥንካሬው ከመለኪያ ኮንክሪት ከፍ ያለ ነው።

የኮንክሪት የሥራ አቅም፣ የመጭመቂያ ጥንካሬ እና ዘላቂነት ሜታካኦሊን፣ የዝንብ አመድ እና የጭቃ ንጣፎችን እንደ ሲሚንቶ ምትክ በመጠቀም እና ሜታካኦሊንን ከበረዶ አመድ እና ከጭቃ ንጣፎች ጋር ለብቻው በማዋሃድ ኮንክሪት ለማዘጋጀት ጥናት ተደርጎባቸዋል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ሜታካኦሊን ከ5% እስከ 25% ሲሚንቶን በእኩል መጠን ሲተካ፣ በሁሉም ዕድሜ ላይ ያለው የኮንክሪት የመጭመቂያ ጥንካሬ ይሻሻላል፤ ሜታካኦሊን ሲሚንቶን በእኩል መጠን በ20% ለመተካት ጥቅም ላይ ሲውል፣ በእያንዳንዱ ዕድሜ ያለው የመጭመቂያ ጥንካሬ ተስማሚ ነው፣ እና በ3d፣ 7d እና 28d ያለው ጥንካሬ በቅደም ተከተል ሜታካኦሊን ሳይጨመር ከኮንክሪት 26.0%፣ 14.3% እና 8.9% ከፍ ያለ ነው። ይህ የሚያመለክተው ለዓይነት II የፖርትላንድ ሲሚንቶ፣ ሜታካኦሊን መጨመር የተዘጋጀውን ኮንክሪት ጥንካሬ ሊያሻሽል ይችላል።

የብረት ስክላን፣ ሜታካኦሊን እና ሌሎች ቁሳቁሶችን እንደ ዋና ጥሬ ዕቃዎች በመጠቀም ከባህላዊው የፖርትላንድ ሲሚንቶ ይልቅ የጂኦፖሊመር ሲሚንቶን ለማዘጋጀት፣ የኃይል ቁጠባ፣ የፍጆታ ቅነሳ እና ቆሻሻን ወደ ሀብት ለመቀየር። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የብረት እና የዝንብ አመድ ይዘት 20% ሲሆን፣ በ28 ቀናት ውስጥ የሙከራ ብሎክ ጥንካሬ በጣም ከፍተኛ (95.5MPa) ይደርሳል። የተጨመረው የብረት ስክላ መጠን እየጨመረ ሲሄድ፣ የጂኦፖሊመር ሲሚንቶን መቀነስ በመቀነስ ረገድ የተወሰነ ሚና ሊጫወት ይችላል።

“ፖርትላንድ ሲሚንቶ+አክቲቭ ማዕድን ድብልቅ+ከፍተኛ-ቅልጥፍና ያለው የውሃ መቀነሻ ወኪል”፣ ማግኔዝድ የተደረገበት የውሃ ኮንክሪት ቴክኖሎጂ እና ባህላዊ የዝግጅት ሂደቶችን በመጠቀም፣ እንደ ድንጋዮች እና ስላግ ያሉ ጥሬ እቃዎችን በመጠቀም ዝቅተኛ ካርቦን እና እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው የድንጋይ ስላግ ኮንክሪት በማዘጋጀት ላይ ሙከራዎች ተካሂደዋል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ተገቢው የሜታካኦሊን መጠን 10% ነው። እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው የድንጋይ ስላግ ኮንክሪት በአንድ አሃድ ክብደት ውስጥ ያለው የሲሚንቶ አስተዋጽኦ የክብደት እና የጥንካሬ ጥምርታ ከተራ ኮንክሪት 4.17 እጥፍ፣ ከፍተኛ ጥንካሬ ካለው ኮንክሪት (HSC) 2.49 እጥፍ እና ምላሽ ሰጪ ከሆነው የዱቄት ኮንክሪት (RPC) 2.02 እጥፍ ነው። ስለዚህ፣ በዝቅተኛ መጠን ሲሚንቶ የተዘጋጀ እጅግ በጣም ከፍተኛ ጥንካሬ ያለው የድንጋይ ስላግ ኮንክሪት በዝቅተኛ የካርቦን ኢኮኖሚ ዘመን የኮንክሪት ልማት አቅጣጫ ነው።

(3) በኮንክሪት ላይ የበረዶ መቋቋም የሚችል ካኦሊን ከተጨመረ በኋላ የኮንክሪት ቀዳዳ መጠን በእጅጉ ይቀንሳል፣ ይህም የኮንክሪት የማቀዝቀዣ-ማቅለጫ ዑደትን ያሻሽላል። በተወሰኑ የማቀዝቀዣ-ማቅለጫ ዑደቶች ስር፣ በ28 ቀናት ዕድሜ ላይ 15% የካኦሊን ይዘት ያለው የኮንክሪት ናሙና የመለጠጥ ሞዱለስ በ28 ቀናት ዕድሜ ላይ ካለው የማጣቀሻ ኮንክሪት በእጅጉ ከፍ ያለ ነው። ሜታካኦሊን እና ሌሎች የማዕድን አልትራፋይን ዱቄቶችን በኮንክሪት ውስጥ መጠቀም የኮንክሪት ዘላቂነትን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል።