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超高性能混凝土（UHPC）基本性能研究综述共3篇超高性能混凝土（UHPC）基本性能研究综述1近年来，超高性能混凝土（UHPC）在建筑工程领域中得到了广泛的应用。
相比于普通混凝土，UHPC具有更高的抗压强度、抗拉强度、抗渗透性、抗冻融性以及耐久性。
本文将对UHPC的基本性能进行综述。
1. 抗压强度UHPC的抗压强度一般在150 MPa到250 MPa之间，而普通混凝土的抗压强度通常在20 MPa到40 MPa之间。
这是因为UHPC采用了多种添加剂和超细粉料，使得其微观结构更加精密，可以有效地抵抗压力。
2. 抗拉强度UHPC的抗拉强度通常在10 MPa到15 MPa之间，而普通混凝土的抗拉强度只有1 MPa到2 MPa。
这也是由于UHPC的微观结构更加紧密，能够有效地抵抗拉力。
3. 抗渗透性UHPC的抗渗透性比普通混凝土更好，主要是由于UHPC中使用了高品质的细石颗粒，能够有效地填充混凝土中的微小孔隙，减少渗透的可能性。
4. 抗冻融性UHPC的抗冻融性也比普通混凝土更好，这是由于UHPC中采用了特殊的添加剂来延缓水的渗透和凝结，使得混凝土孔隙中的水不会在冷冻过程中膨胀。
5. 耐久性UHPC的耐久性比普通混凝土更好，这是由于UHPC中添加了特殊的化学成分，可以在一定程度上延缓混凝土的老化过程，从而改善混凝土的耐久性。
综上所述，超高性能混凝土在工程建设中具有重要的应用价值。
随着科学技术的不断进步，UHPC的性能将会得到进一步的提升和改进，为建筑工程的发展做出更大的贡献。
超高性能混凝土（UHPC）基本性能研究综述2超高性能混凝土(UHPC)是一种新型高强低碳建筑材料，它雷同名字，具有出色的力学性能、耐久性和抗冲击性能，是目前替换传统混凝土的一种趋势。
本文将对UHPC的基本性能进行综述。
一、力学性能UHPC的力学性能高于传统混凝土。
表现在以下方面：1. 抗压强度: UHPC的抗压强度通常为150-250 MPa之间，是普通混凝土的10倍以上，并且在高应变下表现出极佳的稳定性。
水泥混凝土的微观分析及性能研究水泥混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其成分复杂、结构复杂，具有很好的可塑性和耐久性。
本文将从水泥混凝土的微观结构出发，探究其物理性质和力学性质，从而深入研究水泥混凝土的结构和性能。
1.水泥混凝土微观结构的分析水泥混凝土的微观结构主要由水泥胶砂骨料三种组成。
水泥胶是在水泥水化作用过程中，水和水泥之间的物质交换反应，生成的胶状物。
水泥胶的生成过程主要分为两个阶段，即感应期和加速期。
感应期是水泥粉末初次接触水时，发生化学反应的过程。
在感应期内，水泥粉和水局部发生反应，其反应产物形成局部水泥芯片，并向周围扩散。
加速期是反应的第二个阶段，主要是水泥水化反应的爆发性增长期。
水泥胶的生成与水泥水化反应密切相关，影响水泥胶的生成的因素很多，如水泥粉的热度、水化温度、水泥水化时间、水泥用量等。
水泥混凝土中的细沙和骨料对其力学性能的影响也很大。
细沙和骨料的种类和状况会影响混凝土的质量、强度和延性。
2.水泥混凝土物理性质的分析物理性质是说明物质性质的常见方式，水泥混凝土的物理性质包括密度、吸水率、透气性和耐久性等。
密度是指物体的质量与其体积之比，是材料的一个基本物理性质。
水泥混凝土的密度是指混凝土体积的质量，与其材料的组成和生产过程有关。
水泥混凝土的吸水率是指其吸水的速度和吸水量。
水泥混凝土的吸水率会受到其材料的组成、孔隙率和平整度等因素的影响。
透气性是水泥混凝土的气流通过其表面或内部的渗透性。
透气性也与其材料的组成有关，但也会受到湿度和温度等因素的影响。
耐久性是指水泥混凝土在外界条件作用下，保持其性能的稳定性和耐久度。
耐久性是建筑工程中的非常重要的一个因素，它会直接影响到工程质量和使用寿命。
3.水泥混凝土力学性质的分析力学性质是指水泥混凝土在力学作用下的性质，包括抗压强度、抗拉强度、弯曲强度等。
抗压强度是指水泥混凝土在受到横向压力作用下，承受最大的压缩荷载的能力。
抗拉强度是指水泥混凝土在受到拉力的作用下，抵抗破坏的能力。
超高性能混凝土流变特性及调控研究进展摘要：超高性能混凝土(ultra-highperformanceconcrete，UHPC)是一种基于颗粒紧密堆积理论设计的新型水泥基复合材料，它具有超高抗压强度、高韧性、优异耐久性等特点，在大跨径桥梁、薄壁结构、建筑装饰和海洋平台等领域具有广阔的应用前景。
优异的流变性能是保障UHPC顺利浇筑、发挥其性能优势的关键。
然而，UHPC采用了极低水胶比(通常为0.2左右)，导致新拌UHPC黏度高、流动速度慢、静态损耗快，给泵送和浇筑带来一定困难，且对内部纤维分散和取向及其力学性能有着显著影响。
关键词：超高性能混凝土；流变特性；调控措施1UHPC流变性能表征UHPC（超高性能混凝土）是由水泥、辅助性胶凝材料、水、骨料、纤维、外加剂组成的复合材料。
在UHPC中，水泥和骨料的比例较高，纤维的加入使得UHPC具有更好的抗拉强度和抗冲击性能。
除此之外，UHPC还表现出典型的剪切变稠特性，具有明显的非线性流变特征。
研究发现，硅灰含量（0～25%）对UHPC流变性的影响很大，大多数UHPC拌合物都表现出明显的剪切增稠行为。
为了研究UHPC的流变特性，Bingham模型、改进的Bingham模型和Herschel-Bulkley模型已被广泛用于各种水泥基材料的流变行为研究。
其中，Herschel-Bulkley模型更适合用来描述新拌状态下UHPC的流变特性。
此外，含偏高岭土的UHPC流变性能更适宜采用Herschel-Bulkley模型评价。
在粗骨料UHPC的流变性能和稳定性方面，呈现出剪切变稀行为，改进的Bingham模型具有更准确的流变参数拟合结果。
2UHPC流变性能调控2.1水膜层厚度2.1.1用水量或水胶比Ultra-HighPerformanceConcrete(UHPC)是一种具有很高强度和优异耐久性的混凝土材料，但是如果水胶比过低，会导致它的工作性变差，施工难度增加。
混凝土材料的微观结构分析一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其优点是便于制造、成本低廉、强度高、防火、防水和抗腐蚀等特性。
混凝土的微观结构直接关系到其力学性能和耐久性能，因此对混凝土材料的微观结构分析具有重要的理论意义和实践价值。
二、混凝土材料的组成混凝土材料是一种人造复合材料，其主要组成部分包括水泥、骨料、水和掺合料。
其中，水泥是混凝土的胶凝材料，起到粘结骨料的作用；骨料是混凝土的骨架材料，用于承受荷载；水是混凝土中的溶剂，可以在水泥颗粒中形成胶体；掺合料是混凝土中添加的一些辅助材料，如矿渣粉、石灰石粉等。
三、混凝土材料的微观结构混凝土材料的微观结构包括水泥石、骨料和孔隙三部分。
1.水泥石水泥石是混凝土中最主要的胶结材料，其微观结构是由水泥颗粒和水混合而成的胶体结构。
水泥颗粒是由三种主要化合物组成的，分别是硅酸钙(CaSiO3)、硅酸三钙(Ca3SiO5)和氢氧化钙(Ca(OH)2)。
水泥颗粒在水中会发生水化反应，形成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、水化硅酸三钙(C3SH2)凝胶和水化氢氧化钙(Ca(OH)2)等产物。
其中，C-S-H凝胶是水泥石中最主要的成分，其具有一定的弹性和韧性，可以形成一个连续的网状结构，使得水泥石具有一定的延性和抗裂性能。
2.骨料骨料是混凝土中的主要骨架材料，其微观结构是由坚硬的石料、石粉和砂子等颗粒组成的。
骨料的形状、大小和性质会影响混凝土的力学性能和耐久性能。
在混凝土中，骨料与水泥石相互作用，形成一个复杂的骨料-水泥石界面区域，称为过渡带。
过渡带通常是一个孔隙较多、强度较低的区域，容易成为混凝土的弱点。
3.孔隙孔隙是混凝土中最重要的微观结构之一，它直接影响混凝土的力学性能和耐久性能。
混凝土中的孔隙可以分为两种类型，一种是内部孔隙，即水泥石中的孔隙；另一种是外部孔隙，即混凝土表面和内部的孔隙。
孔隙的大小和分布对混凝土的力学性能和耐久性能有很大的影响。
孔隙越大、越多，则混凝土的强度越低，容易受到外部环境的侵蚀。
混凝土的水化热分析混凝土是广泛应用于建筑和基础设施领域的一种常见材料。
在混凝土的制作过程中，水化反应是一个关键的过程，其产生的水化热对混凝土的性能和耐久性有着重要影响。
本文将对混凝土的水化热进行分析，并探讨其对混凝土性能的影响。
一、混凝土的水化过程混凝土的水化过程是指水泥与水反应生成水化产物的过程。
水化过程是一个复杂的化学反应过程，涉及到水化产物的形成和结构的演变。
一般来说，混凝土的水化过程可以分为初期水化和后期水化两个阶段。
1. 初期水化阶段初期水化阶段指的是混凝土刚刚形成后的几天到几周的时间段。
在此阶段，混凝土内的水化反应比较剧烈，产生大量的水化热。
这是因为水化反应速度较快，水泥中的矿物质与水迅速反应生成水化产物。
初期水化阶段对混凝土的强度发展有着重要影响。
2. 后期水化阶段后期水化阶段是指混凝土中水化反应逐渐减慢的阶段。
在此阶段，水化反应的速率逐渐降低，混凝土中的水化产物逐渐形成并发展。
尽管水化反应速率较慢，但仍然会持续一段时间。
后期水化阶段对混凝土的持久性和耐久性具有重要意义。
二、水化热对混凝土的影响混凝土的水化反应产生的热量是不可避免的。
这种水化热会对混凝土的性能和耐久性产生影响。
1. 早期温升在初期水化阶段，大量的水化热会产生，导致混凝土温度升高。
这种早期温升对混凝土的强度发展和导热性能有着重要的影响。
高温可能导致混凝土内的微观孔隙产生闭合，从而改变了混凝土的结构和性能。
2. 收缩和开裂水化热引起的混凝土温度升高可能导致混凝土在水化过程中产生收缩，进而导致混凝土开裂。
这种收缩和开裂现象对混凝土的耐久性和外观质量产生负面影响。
因此，对混凝土的水化热进行合理控制，是减少混凝土开裂的关键。
3. 内应力和变形水化热引起的温度升高还会导致混凝土内部产生应力和变形。
这些应力和变形可能对混凝土的结构稳定性和力学性能造成影响。
因此，在设计和制造混凝土结构时，需要充分考虑水化热对结构的影响，并采取适当的措施来降低内应力和变形。
驻马店职业技术学院毕业论文设计题目：高性能混凝土的研究与发展现状学生姓名：郭碧源学号：116293030071专业：建筑工程技术指导教师：郭承孜2015 年5 月12 日摘要随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。
在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。
尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。
高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。
本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状，阐明了高性能混凝土的特性，列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果，并对其发展趋势作出展望。
随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。
关键词：高性能混凝土；耐久性；体积稳定性目录引言 (1)第一章高性能混凝土产生的背景和研究现状 (2)1.1 背景 (2)1.2 研究现状及发展方向 (2)第二章高性能混凝土的性能研究和应用分析 (4)2.1 高性能混凝土的概念 (4)2.2 高性能混凝土的性能 (4)2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (5)第三章高性能混凝土质量与施工控制 (6)3.1 高性能混凝土原材料及其选用 (6)3.2 配合比设计控制要点 (7)3.2.1 设计思路有很大区别 (7)3.2.2 胶凝材料用量及粉煤灰所占比例 (8)3.2.3 含气量的要求 (8)3.2.4 电通量指标 (8)3.3 高性能混凝土的施工控制 (8)第四章高性能混凝土的特点 (10)4.1 高耐久性能 (10)4.2 高工作性能 (10)4.3 其它 (10)第五章绿色高性能混凝土 (11)5.1 研发绿色高性能混凝土的必要性 (11)5.2 绿色高性能混凝土的可行性 (11)5.3 绿色高性能混凝土的发展 (12)第六章高性能混凝土的发展前景 (13)致谢 (14)参考文献 (15)高性能混凝土的研究与发展现状引言从1824年波特兰水泥发明开始，混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。
特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究共3篇特超强高性能混凝土的制备及其结构与性能研究1超高性能混凝土（Ultra-high-performance concrete，简称UHPC）是近年来新兴的一种高性能混凝土材料。
它以高强度、高性能、高可塑性、高耐久性且高抗裂性能为特征。
其具备极高的力学性能（抗压强度达到了150~200MPa以上）、高密实性（水胶比小于0.2）以及耐久性。
由于UHPC优良的性能，被广泛应用于基建、建筑、环境等领域。
超高性能混凝土的制备及其结构(1)主要原料的选择UHPC是由水泥、粉煤灰、微硅粉、硬矿渣粉、石灰石粉及超细矿物粉等多种混合物制成的。
它的基础基料为水泥、混凝土外加剂及微纳米材料等，在力学性能上优于传统混凝土。
(2)混合比的设计UHPC的混合比需要精细的设计。
在实际生产中，需要结合不同的应用场合以及材料配方的特点进行混合比设计。
通常在混合比设计时，点联系统考虑以下两个方面：第一，控制混合物浆体的流动性；第二，通过控制混合比的设计和细微复合过程的制造，以增强混凝土的强度和稳定性，进而提高混凝土的耐久性和抗裂性能。
(3)制备工艺超高性能混凝土是通过预先混合各种原料，并在混合料中嵌入微纳米颗粒进行制备。
通常使用高速搅拌、流态化放松等工艺生产UHPC。
制备过程中需要对各种原料进行精确的调控，保证各种组份在一定的比例下精准地混合在一起，以保证制备出性能完美的UHPC。
超高性能混凝土的性能(1)极高的强度由于UHPC的含水量非常低，使得其抗压强度特别高，通常能够达到120MPa以上的水平。
与其他混凝土相比，它的碎屑通常是纳米级别的，在体积方面表现出卓越的性能。
(2)优异的耐久性UHPC的抗龟裂性和耐久性也非常出色。
它通常能够抵抗大透水量、狂风暴雨、地震等各种自然灾害的侵袭，并且出现龟裂时，裂缝的宽度比通常的混凝土要小得多。
(3)很高的稳定性UHPC的特殊性能使得其更加稳定，不仅能够抵抗化学侵蚀，还能够通过精细的设计避免在长期使用过程中发生变形或者破裂等问题。
超高性能混凝土（UHPC）研发与应用研究摘要：超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete，UHPC）具有极高的力学性能和耐久性能，作为一种新型材料引起了国内外众多学者的关注，纷纷开展了关于UHPC的研究，包括UHPC材料组成与结构性能的研究，发现其力学性能优异可有效地减轻结构自重，材料致密能提高结构耐久性，由于上述众多优点，UHPC已经在桥梁工程、建筑工程等工程中被逐渐应用。
引言20世纪以来，随着社会经济的发展，工程结构朝更高、更长、更深方向发展，这对混凝土的强度提出了新的要求。
为满足这种要求，随着科技的进步，混凝土的强度得到了不断的提高。
在20世纪20年代、50年代和70年代，混凝土的平均抗压强度可分别达到20、30、40MPa。
20世纪70年代末，由于减水剂和高活性掺合料的开发和应用，强度超过60MPa的高强混凝土（High Strength Concrete，HSC）应运而生，此后在土木工程中得到越来越广泛的应用[1-4]。
然而，单纯提高混凝土抗压强度，并不能改变其脆性大、抗拉强度低的不足。
采用纤维增强的方法，产生了纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete，FRC）[4]，其所用纤维按材料性质可划分为金属纤维、无机纤维和有机纤维等，最常用的是金属纤维中的钢纤维。
随着社会的发展，许多特殊工程，如近海和海岸工程、海上石油钻井平台、海底隧道、地下空间、核废料容器、核反应堆防护罩等，对混凝土的耐腐蚀性、耐久性和抵抗各种恶劣环境的能力等也提出了更高的要求。
因此，人们又提出了将HSC包含在内的高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）的概念。
1 UHPC材料研究与发展1994年，Larrard和 Sedran首次提出了超高性能混凝土（UHPC）的概念；同年，法国的Richard报道了最具代表性的超高性能混凝土—活性粉末混凝土（RPC）[5]。
混凝土微观结构研究及其应用一、前言混凝土是建筑业中最常用的材料之一，其优点是具有较高的强度和耐久性，可以适应各种不同的建筑需求。
混凝土的微观结构对其性能有着至关重要的影响，因此研究混凝土的微观结构对于提高混凝土的性能和开发新的混凝土材料具有重要意义。
二、混凝土微观结构研究的意义1.研究混凝土的微观结构可以帮助我们更好地理解混凝土的力学性能和耐久性能。
混凝土是由水泥、砂、石等材料组成，其微观结构对于混凝土的强度、硬度、韧性、抗裂性、耐久性等性能有着重要的影响。
2.研究混凝土的微观结构可以帮助我们更好地了解混凝土的制备工艺和材料选用。
混凝土的微观结构和制备工艺密切相关，研究混凝土的微观结构可以帮助我们更好地了解混凝土的制备工艺和材料选用。
3.研究混凝土的微观结构可以促进混凝土材料的创新和发展。
混凝土的微观结构研究可以为混凝土材料的性能提升和新型混凝土材料的开发提供理论和实践基础。
三、混凝土微观结构的主要组成混凝土的微观结构主要由三部分组成：水泥胶体、骨料、孔隙。
1.水泥胶体水泥胶体是混凝土中最重要的组成部分之一，其占混凝土体积的比例很小，但是其对混凝土的力学性能和耐久性能有着至关重要的影响。
水泥胶体主要由水化产物、未水化水泥颗粒和水泥颗粒之间的空隙组成。
2.骨料骨料是混凝土中的填充物，主要用于提高混凝土的强度和硬度，同时也能改善混凝土的抗裂性能。
骨料可以分为粗骨料和细骨料两种类型，粗骨料主要用于提高混凝土的强度和硬度，细骨料主要用于填充水泥胶体和粗骨料之间的空隙。
3.孔隙孔隙是混凝土中的空隙，其数量和大小对混凝土的力学性能和耐久性能有着重要的影响。
孔隙可以分为两种类型：凝胶孔隙和非凝胶孔隙。
凝胶孔隙是由水泥胶体形成的孔隙，其大小通常在5nm以下；非凝胶孔隙主要由空鼓、气孔、裂缝等形成，其大小通常在几微米到几毫米不等。
四、混凝土微观结构研究方法混凝土微观结构的研究方法主要包括以下几种：1.扫描电镜扫描电镜可以对混凝土微观结构进行高分辨率的观测和分析，可以获得混凝土中水泥胶体、骨料和孔隙等组成部分的形貌和分布情况，有助于深入了解混凝土微观结构和性能之间的关系。
混凝土材料微观结构研究一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，其主要成分为水泥、砂、石子和水。
混凝土是一种复杂的材料，其性能受到多种因素的影响，包括材料组成、制备过程和微观结构等。
因此，研究混凝土的微观结构对于深入了解混凝土的性能和优化混凝土的配比具有重要意义。
二、混凝土的微观结构1. 水化反应过程混凝土的主要成分水泥在加水后会发生水化反应，形成水化物。
水化反应的过程包括溶解、扩散、沉淀和再结晶等多个阶段。
在水化过程中，水化物的形成会导致混凝土的体积发生变化，从而影响混凝土的性能。
2. 砂和石子的分布混凝土中的砂和石子是用来填充水泥空隙的，它们的分布对混凝土的性能有很大的影响。
如果砂和石子分布不均匀，会导致混凝土的强度和稳定性下降。
因此，在制备混凝土时需要注意砂和石子的分布。
3. 孔隙结构混凝土中存在各种类型的孔隙，包括毛细孔、粗孔和裂缝等。
这些孔隙会影响混凝土的力学性能和耐久性。
例如，裂缝会导致混凝土易受到水分和氧化物的侵蚀，从而影响混凝土的耐久性。
4. 气孔结构混凝土中的气孔结构对混凝土的性能也有很大的影响。
气孔会导致混凝土的强度和密度下降，从而影响混凝土的耐久性。
三、混凝土微观结构研究方法1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM可以用来观察混凝土的表面和内部结构。
通过SEM可以观察到水化物的形貌、砂和石子的分布、孔隙结构和气孔结构等。
2. 透射电子显微镜（TEM）TEM可以用来观察混凝土的微观结构，包括水化物的晶体结构、孔隙和气孔等。
TEM可以提供更高分辨率的图像，从而更详细地了解混凝土的微观结构。
3. X射线衍射（XRD）XRD可以用来研究混凝土中的水化物的结晶结构和组成。
通过XRD 可以获得水化物的晶体结构和晶体相对含量等信息。
4. 热重分析（TGA）TGA可以用来研究混凝土中水化反应的程度和水化产物的组成。
通过TGA可以测量样品的质量随温度的变化，从而了解水化反应的情况。
四、混凝土微观结构的影响因素1. 水化反应的条件水化反应的条件包括温度、湿度、水泥的品种和水泥与水的比例等。
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2018, 7(2), 194-204Published Online March 2018 in Hans. /journal/hjcehttps:///10.12677/hjce.2018.72024Hydration, Microstructure and MechanicalProperties of the Research Progressof Ultra-High-Performance ConcretePu Zhang*, Erli Wang, Yang Xia, Danying Gao, Pinwu GuanZhengzhou University, Zhengzhou HenanReceived: Feb. 26th, 2018; accepted: Mar. 14th, 2018; published: Mar. 21st, 2018AbstractUltra-High Performance Concrete (UHPC) is an ultra-high strength cement-based material with ultrahigh strength, high toughness and low porosity. It has the features of impermeability, fatigue resistance and high durability. Although UHPC has many significant advantages, there are some examples of defects, such as the amount of cementitious materials up to 1000 kg/m3, which in-creases the heat of hydration, results in shrinkage and improves the project cost. The production of ultra-high performance concrete often adopts steam or autoclave curing, and the complicated production technology limits the application of UHPC in practical engineering. In order to better study the UHPC material, this paper introduces the development history and research status of UHPC based on the existing research results at home and abroad, summarizes the current re-search status of UHPC condensation hardening process hydration process, microstructure, me-chanical properties and durability, analyzes meso-mechanics of fiber reinforced toughening me-chanism. The results show that UHPC has made gratifying progress in both theoretical research and engineering applications. With the increasing emphasis on environmental protection in China, UHPC has broad application prospects.KeywordsUltra-High Performance Concrete, Hardening, The Hydration Heat, Microstructure, Durability超高性能混凝土的水化、微观结构和力学性能研究进展张普*，王二丽，夏洋，高丹盈，管品武郑州大学，河南郑州*通讯作者。
张普 等收稿日期：2018年2月26日；录用日期：2018年3月14日；发布日期：2018年3月21日摘要超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete ，简称UHPC)是一种具有超高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料，具有抗渗、抗疲劳和高耐久的特点。
尽管UHPC 拥有很多显著的优点，但也存在一些缺陷。
例如其胶凝材料的用量高达1000 kg/m 3，这增大了水化热，产生收缩，提高了工程造价。
生产超高性能混凝土时往往采用蒸汽或蒸压养护，复杂的生产工艺限制了UHPC 在实际工程中的应用。
为了更好的研究UHPC 材料，本文基于国内外已有的研究成果，介绍了UHPC 的发展历史和研究现状，总结了UHPC 凝结硬化的水化过程、微观结构、力学性能和耐久性能的研究现状，并对纤维增强增韧机理细观力学分析。
结果发现，UHPC 在理论研究与工程应用方面都取得了可喜的进展，随着我国对环保的日益重视，UHPC 有着广阔的应用前景。
关键词UHPC ，硬化，水化热，微观结构，耐久性Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 前言超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete ，UHPC)是由Rhodia 、Lafarge 和Bouygues 、VSL 专利公司研制出的一种新型水泥基复合材料[1]。
UHPC 材料是以活性粉末混凝土(RPC)的研究为基础的。
在UHPC 的研究中，有些继续采用RPC 的名称，有些直接称之为UHPC ，还有一些则称之为UHPFRC (超高性能纤维增强混凝土)，如法国与日本的相关指南，有的则认为UHPFRC 就是RPC ，是UHPC 与FRC 相结合的产物，目前对这些名词还没有统一公认的定义。
从内涵来看，RPC ，UHPC 与UHPFRC 有许多相同之处；相对来说，UHPC 的范围大些，RPC 和UHPFRC 的范围小些。
UHPC 是一种由级配良好的水泥、石英砂、活性掺合料、高效减水剂、钢纤维与水拌合后经湿热养护而成的一种新型超高性能水泥基复合材料，在房屋建筑，市政工程，桥梁等领域有着广泛的应用前景。
与传统混凝土相比，超高性能混凝土有很多优点：超高性能混凝土的抗压强度约是传统混凝土的3倍以上，能达到150 MPa 以上的强度。
超高性能混凝土的韧性和断裂能优异，和高性能混凝土相比，超高性能混凝土的韧性提高了300倍以上，和一些金属相当，这使得混凝土结构在超载环境下或地震中的结构可靠性更加优异[2]。
UHPC 几乎是不渗透的，基本无碳化，氯离子渗透和硫酸盐渗透率也近乎为零。
UHPC 具有优异的耐久性，其优异的耐磨性能延长桥梁的使用寿命[3]，而它的抗腐蚀性能为混凝土结构在恶劣环境下提供保护[4]。
由于超高性能混凝土内部存在着大量的未水化水泥颗粒，在开裂情形下，UHPC 具有自修复功能[3]。
超高性能混凝土结构自重仅仅是传统混凝土结构的1/3或1/2，显著降低了静荷载。
自重的减少可以有效解决建筑中出现的肥梁胖柱的问题，有利于制造更细长的建筑结构，降低了混凝土结构的厚度[3]。
此外，张普等超高性能混凝土能减少预应力钢筋使用，可以降低劳动成本，为建筑结构提供了更大的灵活[5]。
UHPC有很多其他混凝土不可比拟的优点，但是UHPC并没有在实际工程中得到广泛的应用，主要原因之一是它的掺和物中含有大量的水泥和硅灰，且必须配有较高含量的钢纤维，这使得超高性能混凝土的生产成本大大增加。
而且水泥和硅灰的有效利用率还不到50%，造成了能源的浪费。
为了解决上述问题，使用矿物掺和料是一个有效且实用的方法，并且该方法还能降低水化热，降低生产成本，降低CO2的排放量等益处。
Yazici [6]等人以最大粒径为4 mm的玄武岩和最大粒径为0.1 mm的石英砂作为骨料，以粉煤灰、矿粉、硅灰、水泥作为胶凝材料配制超高性能混凝土，混凝土成型后分别在标准水养、蒸汽养护、蒸压养护。
从试验结果来看，在蒸压养护下或者蒸汽养护下，可以使用大掺量粉煤灰或矿粉取代水泥配制出性能符合要求的超高性能混凝土。
近年来很多研究表明，超高性能混凝土优异的力学性能以及耐久性，已经让其在诸多领域中有了实际的应用，并且产生了良好的效益。
但是由于配制UHPC往往需要高温养护，而且成本较高，这就限制了其在土木工程领域的广泛应用，因此如何配制出高性能低成本的UHPC可能成为一个新的研究方向。
本文在前人研究基础上，综述了超高性能混凝土的水化过程、微观结构、力学性能和耐久性能。
2. 水化过程和微观结构UHPC是由水泥及具有火山灰活性的硅灰等细颗粒材料组成的，在凝结硬化过程中，水化反应及火山灰产生结晶体与凝胶体，结晶体与烧结铝矾土即细骨料构成弹性骨架来承受外力，产生弹性变形，而凝胶体产生塑性变形，二者共影响着其力学性能。
关于超高性能混凝土的水化反应和微观结构已有大量的研究，主要包括不同龄期的水化产物及含量、不同温度下的水化产物、C-S-H的链长、界面过渡区和微观结构特征，由于超高性能混凝土养护一般是高温和蒸压养护，所以这些研究主要集中于热养护下的超高性能混凝土的水化反应和微观结构，而且，不同矿物的不同掺量对UHPC的性能有着不同的影响。
2.1. 水化过程超高性能混凝土胶凝材料的水化过程与普通混凝土相似。
首先，水泥水化生成水化硅酸钙(C-S-H)和氢氧化钙(Ca(OH)2)。
水化硅酸钙是一种凝胶体有较高的比表面积和范德华力，在水化产物中占50%~60%，是水泥强度的主要来源，其典型的微观结构如图1所示。
氢氧化钙是一种六方板状晶体，范德华力较低，在水化产物中占20%~25%，是水泥耐久性差的主要根源，也是水泥石裂缝的发源地，其典型的微观结构如图2所示。
根据胶凝材料掺量的不同，硅灰、粉煤灰和矿粉等辅助性胶凝材料能完全或部分消耗掉水泥水化产生的氢氧化钙，生成水化硅酸钙，从而使水泥充分利用，增加混凝土结构的强度。
