1) సిమెంట్ స్లర్రీ మరియు మోర్టార్ యొక్క బలాన్ని మెరుగుపరచడం అనేది కాంక్రీట్ యొక్క అధిక పనితీరుకు ఒక ముఖ్యమైన లక్షణం. సిమెంట్ మోర్టార్ మరియు కాంక్రీట్ యొక్క బలాన్ని మెరుగుపరచడమే మెటాకయోలిన్‌ను జోడించడం యొక్క ప్రధాన ఉద్దేశ్యాలలో ఒకటి.

పూన్ మరియు ఇతరుల ప్రకారం, 28 మరియు 90 రోజుల వద్ద దీని బలం మెటాకయోలిన్ సిమెంట్‌కు సమానంగా ఉంటుంది, కానీ దీని ప్రారంభ బలం బెంచ్‌మార్క్ సిమెంట్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. ఉపయోగించిన సిలికాన్ పౌడర్ తీవ్రంగా గడ్డకట్టడం మరియు సిమెంట్ స్లర్రీలో అది సరిగా వ్యాపించకపోవడం దీనికి కారణం కావచ్చని విశ్లేషణ సూచిస్తుంది.

(2) లీ కెలియాంగ్ మరియు ఇతరులు (2005) సిమెంట్ కాంక్రీటు బలాన్ని మెరుగుపరచడంలో మెటాకయోలిన్ యొక్క క్రియాశీలతపై కాల్సినేషన్ ఉష్ణోగ్రత, కాల్సినేషన్ సమయం, మరియు కయోలిన్‌లోని SiO2 మరియు A12O3 పరిమాణం యొక్క ప్రభావాలను అధ్యయనం చేశారు. మెటాకయోలిన్‌ను ఉపయోగించి అధిక బలం గల కాంక్రీటు మరియు మట్టి పాలిమర్‌లను తయారు చేశారు. ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, మెటాకయోలిన్ పరిమాణం 15% మరియు నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.4 ఉన్నప్పుడు, 28 రోజులకు సంపీడన బలం 71.9 MPaగా ఉంది. మెటాకయోలిన్ పరిమాణం 10% మరియు నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.375 ఉన్నప్పుడు, 28 రోజులకు సంపీడన బలం 73.9 MPaగా ఉంది. అంతేకాకుండా, మెటాకయోలిన్ పరిమాణం 10% ఉన్నప్పుడు, దాని క్రియాశీలత సూచిక 114కు చేరుకుంది, ఇది అదే పరిమాణంలో ఉన్న సిలికాన్ పౌడర్ కంటే 11.8% ఎక్కువ. అందువల్ల, అధిక-బలం గల కాంక్రీటును తయారు చేయడానికి మెటాకయోలిన్‌ను ఉపయోగించవచ్చని నమ్ముతారు.

0, 0.5%, 10%, మరియు 15% మెటాకయోలిన్ పరిమాణం గల కాంక్రీటు యొక్క అక్షీయ తన్యత ప్రతిబల-వికృతి సంబంధాన్ని అధ్యయనం చేయడం జరిగింది. మెటాకయోలిన్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, కాంక్రీటు యొక్క అక్షీయ తన్యత బలం యొక్క గరిష్ఠ వికృతి గణనీయంగా పెరిగిందని, మరియు తన్యత స్థితిస్థాపక గుణకం ప్రాథమికంగా మారకుండా ఉందని కనుగొనబడింది. అయితే, కాంక్రీటు యొక్క సంపీడన బలం గణనీయంగా పెరిగింది, అదే సమయంలో సంపీడన బల నిష్పత్తి దానికి అనుగుణంగా తగ్గింది. 15% కయోలిన్ పరిమాణం గల కాంక్రీటు యొక్క తన్యత బలం మరియు సంపీడన బలం, ప్రామాణిక కాంక్రీటుతో పోలిస్తే వరుసగా 128% మరియు 184%గా ఉన్నాయి.
కాంక్రీటుపై మెటాకయోలిన్ యొక్క అతి సూక్ష్మ పొడి బలోపేత ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేసినప్పుడు, ఒకే ద్రవత్వం వద్ద, 10% మెటాకయోలిన్ కలిగిన మోర్టార్ యొక్క సంపీడన బలం మరియు వంగుడు బలం 28 రోజుల తర్వాత 6% నుండి 8% వరకు పెరిగినట్లు కనుగొనబడింది. మెటాకయోలిన్‌తో కలిపిన కాంక్రీటు యొక్క ప్రారంభ బలాభివృద్ధి ప్రామాణిక కాంక్రీటు కంటే గణనీయంగా వేగంగా ఉంది. ప్రామాణిక కాంక్రీటుతో పోలిస్తే, 15% మెటాకయోలిన్ కలిగిన కాంక్రీటు 3D అక్షసంబంధ సంపీడన బలంలో 84% పెరుగుదలను మరియు 28 రోజుల అక్షసంబంధ సంపీడన బలంలో 80% పెరుగుదలను కలిగి ఉంది, అయితే స్థిర స్థితిస్థాపక గుణకం 3Dలో 9% మరియు 28 రోజుల లో 8% పెరుగుదలను కలిగి ఉంది.

కాంక్రీట్ యొక్క బలం మరియు మన్నికపై మెటాకయోలిన్ మట్టి మరియు స్లాగ్ యొక్క మిశ్రమ నిష్పత్తి ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయడం జరిగింది. స్లాగ్ కాంక్రీట్‌కు మెటాకయోలిన్‌ను జోడించడం వల్ల కాంక్రీట్ యొక్క బలం మరియు మన్నిక మెరుగుపడతాయని, మరియు స్లాగ్-సిమెంట్ యొక్క సరైన నిష్పత్తి సుమారు 3:7గా ఉండటం వలన ఆదర్శవంతమైన కాంక్రీట్ బలం లభిస్తుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. మెటాకయోలిన్ యొక్క అగ్నిపర్వత బూడిద ప్రభావం కారణంగా, మిశ్రమ కాంక్రీట్ యొక్క వంపు వ్యత్యాసం కేవలం స్లాగ్ కాంక్రీట్ కంటే కొద్దిగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీని చీలిక తన్యత బలం ప్రామాణిక కాంక్రీట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

సిమెంట్‌కు ప్రత్యామ్నాయాలుగా మెటాకయోలిన్, ఫ్లై యాష్ మరియు స్లాగ్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా, మరియు మెటాకయోలిన్‌ను ఫ్లై యాష్ మరియు స్లాగ్‌లతో విడివిడిగా కలిపి కాంక్రీట్ తయారు చేయడం ద్వారా దాని పనితనం, సంపీడన బలం మరియు మన్నికను అధ్యయనం చేశారు. ఫలితాల ప్రకారం, మెటాకయోలిన్‌ను 5% నుండి 25% సిమెంట్‌కు సమాన పరిమాణంలో ప్రత్యామ్నాయంగా వాడినప్పుడు, అన్ని వయస్సులలో కాంక్రీట్ యొక్క సంపీడన బలం మెరుగుపడుతుంది; మెటాకయోలిన్‌ను సిమెంట్‌కు బదులుగా 20% సమాన పరిమాణంలో వాడినప్పుడు, ప్రతి వయస్సులో సంపీడన బలం ఆదర్శంగా ఉంటుంది, మరియు మెటాకయోలిన్ కలపని కాంక్రీట్‌తో పోలిస్తే 3వ, 7వ మరియు 28వ రోజులలో దాని బలం వరుసగా 26.0%, 14.3% మరియు 8.9% ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఇది టైప్ II పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్‌కు మెటాకయోలిన్ కలపడం ద్వారా తయారుచేసిన కాంక్రీట్ బలాన్ని మెరుగుపరచవచ్చని సూచిస్తుంది.

శక్తిని ఆదా చేయడం, వినియోగాన్ని తగ్గించడం మరియు వ్యర్థాలను సంపదగా మార్చడం వంటి లక్ష్యాలను సాధించేందుకు, సాంప్రదాయ పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్‌కు బదులుగా స్టీల్ స్లాగ్, మెటాకయోలిన్ మరియు ఇతర పదార్థాలను ప్రధాన ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించి జియోపాలిమర్ సిమెంట్‌ను తయారు చేస్తున్నారు. స్టీల్ మరియు ఫ్లై యాష్ రెండింటి శాతం 20% ఉన్నప్పుడు, 28 రోజుల తర్వాత పరీక్షా బ్లాక్ బలం చాలా ఎక్కువగా (95.5MPa) ఉంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. కలిపే స్టీల్ స్లాగ్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, అది జియోపాలిమర్ సిమెంట్ సంకోచాన్ని తగ్గించడంలో కూడా కొంత పాత్ర పోషిస్తుంది.

"పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్+క్రియాశీల ఖనిజ మిశ్రమం+అధిక-సామర్థ్య జలతగ్గింపు కారకం" అనే సాంకేతిక మార్గం, అయస్కాంతీకరించిన నీటి కాంక్రీట్ సాంకేతికత, మరియు సాంప్రదాయ తయారీ ప్రక్రియలను ఉపయోగించి, విస్తృత శ్రేణి స్థానిక వనరుల నుండి లభించే రాళ్లు మరియు స్లాగ్ వంటి ముడి పదార్థాలతో తక్కువ-కార్బన్ మరియు అత్యధిక-బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్ తయారీపై ప్రయోగాలు నిర్వహించబడ్డాయి. మెటాకయోలిన్ యొక్క సరైన మోతాదు 10% అని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. అత్యధిక-బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్ యొక్క యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి సిమెంట్ వాటా యొక్క ద్రవ్యరాశి-బలం నిష్పత్తి, సాధారణ కాంక్రీట్ కంటే సుమారు 4.17 రెట్లు, అధిక-బలం గల కాంక్రీట్ (HSC) కంటే 2.49 రెట్లు, మరియు రియాక్టివ్ పౌడర్ కాంక్రీట్ (RPC) కంటే 2.02 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంది. అందువల్ల, తక్కువ మోతాదు సిమెంట్‌తో తయారు చేయబడిన అత్యధిక-బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్, తక్కువ-కార్బన్ ఆర్థిక యుగంలో కాంక్రీట్ అభివృద్ధికి దిశగా ఉంది.

(3) కాంక్రీటుకు మంచు నిరోధకత కలిగిన కయోలిన్‌ను జోడించిన తర్వాత, కాంక్రీటు యొక్క రంధ్రాల పరిమాణం బాగా తగ్గి, కాంక్రీటు యొక్క గడ్డకట్టడం-కరగడం చక్రాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ఒక నిర్దిష్ట సంఖ్యలో గడ్డకట్టడం-కరగడం చక్రాల కింద, 28 రోజుల వయస్సులో 15% కయోలిన్ కలిగిన కాంక్రీటు నమూనా యొక్క స్థితిస్థాపక గుణకం, 28 రోజుల వయస్సులో ఉన్న ప్రామాణిక కాంక్రీటు కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాంక్రీటులో మెటాకయోలిన్ మరియు ఇతర ఖనిజ అతి సూక్ష్మ పొడుల మిశ్రమ అనువర్తనం కూడా కాంక్రీటు యొక్క మన్నికను బాగా మెరుగుపరుస్తుంది.