超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。

“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1－普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比)：

性能参数

表1：普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土材料性能对比

普通混凝土NSC 

高性能混凝土HPC 

超高性能混凝土UHPC 

抗压强度(MPa) 

20-40 

40-96 

120-180 

水胶比 

0.40-0.70 

0.24-0.35 

0.14-0.27 

圆柱劈裂抗拉强度(MPa) 

2.5-2.8 

-- 

4.5-24 

最大骨料粒径(mm) 

19-25 

9.5-13 

0.4-0.6 

孔隙率 

20-25% 

10-15% 

2-6% 

孔尺寸(mm) 

-- 

-- 

0.000015 

韧性 

-- 

-- 

比NSC大250倍 

断裂能(kN·m/m) 

0.1-15 

-- 

10-40 

弹性模量(GPa) 

14-41 

31-55 

37-55 

断裂模量(第一条裂缝)(MPa) 

2.8-4.1 

5.5-8.3 

7.5-15 

极限抗弯强度(MPa) 

18-35 

透气性k(24小时40C)(mm) 

3x10 

0 

0 

吸水率 

<10% 

<6% 

<5% 

氯离子扩散系数(稳定状态扩散)(mm2/s) 

-- 

-- 

<2x10e-12 

二氧化碳/硫酸盐渗透 

-- 

-- 

-- 

抗冻融性能 

10%耐久 

90%耐久 

100%耐久 

抗表面剥蚀性能 

表面剥蚀量>1 

表面剥蚀量0.08 

表面剥蚀量0.01 

泊松比 

0.11-0.21 

-- 

0.19-0.24 

徐变系数，Cu 

2.35 

1.6-1.9 

0.2-1.2 

收缩 

-- 

-- 

-- 

流动性(工作性)(mm) 

测量坍落度 

测量坍落度 

测量坍落度 

含气量 

4-8% 

2-4% 

2-4% 

超高性能混凝土的设计理论是最大堆积密度理论(densified particle packing)，其组成材料不同粒径颗粒以最佳比例形成最紧密堆积，即毫米级颗粒(骨料)堆积的间隙由微米级颗粒(水泥、粉煤灰、矿粉)填充，微米级颗粒堆积的间隙由亚微米级颗粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了最大堆积密度理论的数学模型。然而，直到上世纪七十年代末，在高效减水剂技术与产品性能大幅度提高的基础上，采用该模型设计配制的第一代超高性能混凝土才在丹麦奥尔堡Cement og Beton Laboratiet(水泥与混凝土试验室)诞生，称作CRC(Compact Reinforced Composite，密实增强复合材料)。CRC与目前的UHPC达到基本相同的力学性能，最高抗压强度超过400MPa，使用烧结铝矾土作骨料，同时使用钢纤维提高材料的韧性，所以称作“复合材料”。受到当时高效减水剂性能的限制，CRC或早期UHPC比较粘滞，振捣密实较困难，还不便于现浇应用。上世纪九十年代，欧洲开展了合作研究项目，世界各地也广泛开展相关研究，这种材料获得一个新名称“活性粉末混凝土，简称RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名称形成于本世纪，因为与早期的CRC或RPC相比，随着设计理论的完善、超高效减水剂(聚羧酸系)问世和配制技术的进步，这种材料已具备了普通混凝土的施工性能，甚至可以实现自密实，可以常温养护，已经具备广泛应用的条件。

UHPC与普通混凝土或高性能混凝土不同的方面包括：不使用粗骨料，必须使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维)，水泥用量较大，水胶比很低。UHPC的组成见表2。

表2：超高性能混凝土UHPC（钢纤维）基本组成

 超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。

“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力学性能(详见表1－普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能对比)：