超高性能混凝土UHPC研究综述

超高性能混凝土的研究与应用前景超高性能混凝土（UHPC）是一种新型的混凝土，相较于普通混凝土具有更高的强度、更优异的耐久性和更佳的施工性能。

在建筑结构、桥梁、道路、隧道等领域，UHPC已经得到广泛的应用。

UHPC的研究始于上世纪80年代，最初由法国CBR公司研究开发，后逐渐发展壮大。

UHPC的主要成分由水泥、矿物质粉末、硅烷、钢纤维等组成，其中硅烷是该材料的关键成分之一，能够提高混凝土的强度和耐久性。

UHPC研究的目的是通过材料的优化设计，提高混凝土的性能，增强其抗压、抗弯、抗拉的能力，减少开裂等缺陷，从而满足人们对建筑材料的高强性能、高耐久性、高节能性、高可靠性、高安全性的需求。

在建筑结构领域，UHPC已经实现了全新的创新应用，例如：一下深入探讨UHPC的研究和应用前景。

一、UHPC在建筑结构中的应用前景1.预制混凝土构件：UHPC可以制作出各种形状、细腻质地的混凝土构件，使用UHPC制作的预制构件具有高强度、高密度、高耐久性和高加工性能，能够提高建筑的整体稳定、耐久性和安全性。

2.结构加强和加固：在建筑结构加固和加强领域，UHPC可增强构件的承载能力并修补损伤，提高结构的安全性和耐久性，尤其适合在较大跨度、高桥墩及独特造型的工程中大量使用。

3.地下隧道和地铁站：UHPC具有防水、防火、抗震、耐磨和高温等优秀特性，因此在地下挖掘隧道和地铁站中 UHPC应用广泛。

4.防爆墙体：UHPC用于制作防爆墙体时，可以有效地吸能分散冲击力，而且混凝土防爆墙体中添加钢纤维等材料时，可以有效地防止墙体裂缝，从而提高防护能力。

5.桥梁结构：由于UHPC具有极高的强度和耐久性，因此在桥梁结构领域中的应用也越来越普遍。

被广泛应用于制作桥墩、桥台、梁等建筑物结构。

6.大型商业建筑： UHPC在建筑领域已经可以完全替代传统的预制板、钢铁等材料，可以制作出更具有魅力和可持续性的文化城市建筑，例如：楼宇外墙、雕塑、纪念碑等。

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。

超高性能混凝土在建筑工程中的研究和应用超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete, UHPC）是一种新型的混凝土材料，其优异的强度、抗压、抗拉、耐磨、耐腐蚀、耐热、抗爆炸、防辐射等特性，使其成为建筑工程中的热门研究和应用材料。

本文将着重介绍UHPC在建筑工程中的研究和应用。

UHPC最早由法国CEA 原子能委员会在20世纪90年代研制出来，其主要成分包括水泥、硅灰石粉、石英粉、米粉、微纤维等。

相比传统混凝土，UHPC的粘结性、耐久性和强度等方面都有了极大的提高。

在建筑工程中，UHPC被广泛应用于桥梁、隧道、地下室、楼板、外立面、行人过道等结构，以及碾压机、机场跑道、防爆墙等场合。

桥梁是UHPC广泛应用的重要领域。

在桥梁构造中使用UHPC，有利于减轻结构负荷和增加耐久性。

例如波士顿哈佛大学科学协会大桥，在其构造中使用UHPC建造的超薄桥面板，厚度不到200毫米，重量又小又坚固，大大减轻了桥梁的自重。

同样的，法国卡昂多利美桥也使用UHPC建造了其主梁，使其具有了更好的耐久性和承载能力。

隧道是又一个使用UHPC的领域。

对于地铁、公路及铁路隧道，UHPC可用于加固和处理裂缝，并可以用于制作紧密结实的地震救灾材料。

例如美国加州的绿线地铁隧道使用UHPC防火涂层，增加了安全性。

UHPC在墙体、楼板、立面等方面的应用也非常广泛。

UHPC具有超强的抗拉强度，可制作无配筋墙体，在抗震等方面表现出色，同时也具有极佳的保温和隔音效果。

例如，美国纽约3号大街车站的墙体和立面都是用UHPC建造的，呈现出极致的设计感和美学效果。

总之，随着人们对建筑物结构安全性和美学观感的要求不断提高，UHPC在建筑工程领域的应用也将越来越广泛。

作为目前最为先进的混凝土技术之一，UHPC无疑将成为未来建筑物结构的主流材料。

超高性能混凝土（UHPC）的性能和应用简述1、超高性能混凝土（UHPC）定义与发展历程超高性能混凝土（Ultra-HighPerformance Concrete，简称UHPC），因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维，也被称作超高性能纤维增强混凝土（Ultra-HighPerformance Fibre Reinforced Concrete，简称UHPFRC）。

UHPC不同于传统的高强混凝土（HSC）和钢纤维混凝土（SFRC），也不是传统意义“高性能混凝土（HPC）”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。

1999年清华大学覃维祖教授等发表文章《一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土》最早介绍了UHPC，至今在中国仍然较多地使用“活性粉末混凝土（简称RPC）”名称。

RPC是法国一个公司的专利产品名称，宣传介绍较多而广为人知。

1994年法国学者DeLarrard等将这类新材料称作UHPC，由于UHPC或UHPFRC名称没有商业色彩，且能更好表达这种水泥基材料或混凝土的优越性能，逐步被广泛接受和采用。

UHPC较有代表性的定义或需要具备的特性如下：· 是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料；· 水胶比小于0.25，含有较高比例的微细短钢纤维增强材料；· 抗压强度不低于150MPa；具有受拉状态的韧性，开裂后仍保持抗拉强度不低于5MPa（法国要求7MPa）；· 内部具有不连通孔结构，有很高抵抗气、液体浸入的能力，与传统混凝土和高性能混凝土（HPC）相比，耐久性可大幅度提高。

UHPC属于现代先进材料，创新了水泥基材料（混凝土或砂浆）与纤维、钢材（钢筋或高强预应力钢筋）的复合模式，大幅度提高了纤维和钢筋在混凝土中的强度利用效率，使水泥基结构材料的全面性能发生了跨越式进步。

使用UHPC可以建造轻质高强和高韧性的结构，彻底改变混凝土结构“肥梁胖柱”状态；其结构所拥有的耐久性和工作寿命，远远超越钢、铝、塑料等其它所有结构材料。

超高性能混凝土的研究及其应用综述摘要：超高性能混凝土（UHPC）属于一种新型的复合材料，有着优异的耐久性、强度以及韧性，能够适应不同工程的要求，具备十分广阔的发展与应用前景。

近年来，在建筑领域全面发展影响下，我国对于超高性能混凝土的探索与研究力度不断加大，已经成为热点研究领域。

本文就结合UHPC研究情况，针对其定义、制备技术、受力性能、应用等进行简单介绍，为该复合材料应用提供一定参考。

关键词：超高性能混凝土；性能；应用引言：近年来，随着社会经济发展速度不断增加，地下结构与桥梁工程等现代工程寿命要求越来越长，与工程相关的标准不断增多，对于混凝土等材料性能提出更高的要求。

在这种背景下，超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete）应运而生。

超高性能混凝土是依托堆积密度最大化原理制备而成的一种材料，与传统混凝土相对比，有着耐久、超高强度等优势，特别是在后续钢纤维加入后，其整体强度有着十分明显提高。

基于这种特征，UHPC被广泛使用到超高层建筑、大跨度的桥梁以及桥涵隧道等各种领域当中，在国防、市政领域也有着优异使用前景。

鉴于此，本文从UHPC的制备、性能、应用等几个方面进行分析。

一、UHPC的定义对于UHPC虽然并没有较为统一、完整的标准或者界定，但是从总体层面分析，其属于一种比传统高性能混凝土力学性能（即耐久与强度）更加优秀的水泥基复合材料[1]。

对于UHPC材料本质，现有两种观点，一种是认为UHPC仍旧属于混凝土，其中“C”即Concrete就是混凝土；另一种则认为其是一种与传统混凝土不相同的水泥基材料，“C”则是指（Cement-based Material）水泥基材料。

在2004年第一届国际UHPC会议当中，大部分专家都认可第二种说法。

因此，虽然UHPC仍旧继续使用过往混凝土名字，但是却可以将其理解成为一种全新的水泥基建筑材料[2]。

二、UHPC的制备（一）制备过程（1）原材料通常使用42.5级以上的各类水泥；石英砂，类型包括粗砂、细砂与中砂；硅灰，其主要成分包括二氧化硅与氧化钙，是由硅灰石矿石全面研磨粉碎形成的。

超高性能混凝土（UHPC）研究现状综述【摘要】随着土木行业及混凝土材料学科技术的发展，大跨度空间结构以及超高层的特殊要求，驱使混凝土材料具有更高强性、高耐久性、高可靠性。

鉴于此，超高性能混凝土（简称UHPC）应运而生，UHPC具有优良的力学性能与耐久性，简单的成型工艺和较低的能耗，在实际工程中得到了成功应用。

本文综合列举国内外研究现状，并分析了未来的研究与发展前景，为进一步推广UHPC应用奠定一定的基础。

【关键词】超高性能混凝土，UHPC，研究现状。

1国内外研究现状尽管UHPC问世不到30年时间，但是其具有卓越的力学性和耐久性能，迅速在土木工程领域中得到了应用。

1997年加拿大魁北克省（Quebec）建成了世界上第一座UHPC桥—Sherbrooke人行桥，该桥为预应力UHPC空间桁架结构，跨径60m，桥面板采用3cm厚UHPC板，桁架腹杆采用直径15cm的钢管UHPC，下弦采用10m预制UHPC 梁节段，节段内未配置普通钢筋，仅采用后张预应力拼装而成，Sherbrooke人行桥对后续UHPC的研究和发展意义重大。

奥地利于2010年建成世界上第一座UHPC公路拱桥，该桥总长I54m，主跨跨径70m，矢高18m，主拱由2根单箱单室拱肋组成，拱肋间采用横系梁连接，单根拱肋由6个节段和8个节点构件组成，拱轴线呈多边形折线，采用竖向下放式转体法施工，节段长度约16m，高、宽均为120cm，壁厚仅5cm，该桥UHPC桁架拱结构细巧、造型优美，与风景区峡谷环境非常协调。

2015年3月，福州大学建成了中国第一座UHPC人行拱桥，该桥位于福州大学旗山校区校园内办公南楼前两湖之间的坝上。

桥梁主跨l0m，矢高2.5m，主拱采用UHPC板拱，拱肋厚10cm，采用抗压强度等级130MPa，拱肋不使用钢筋，为素混凝土拱，采用整体现浇方式。

桥宽2.1m，横断面布置为0.3m栏杆+1.5m人行道+0.3m栏杆。

该桥不仅满足了使用功能，桥梁景观与周边湖光山色融为一体。

0引言超高性能混凝土（UHPC ）是具有高强度、高韧性和高耐久性能的水泥基复合材料［1］，广泛应用于大跨径桥梁、超高层建筑等领域［2-3］。

相较于常规混凝土结构，UHPC 在同等承载力条件下的重量仅为普通混凝土的1/3或1/2，因此特别适用于恶劣条件下的桥梁建设。

对于高交通量地区的桥梁建设，UHPC 是理想的选择，因为它可以提供更长的跨度、更强的承载力，并且具有较低的修复需求［4］。

此外在实际生产中，UHPC 可以制造更多的细长结构，增加高层建筑的可用楼层空间，从而降低总体成本［5-6］。

尽管UHPC 具有卓越的力学性能和耐久性，但其收缩率显著大于普通混凝土，导致UHPC 开裂风险更高［4，6］。

UHPC 试件普遍存在高收缩现象，增大了开裂和劣化的风险，也影响了UHPC 的适用性、耐久性和美观性。

在收缩发展过程中，试样的早期收缩显著。

早期收缩不仅会对UHPC 构件尺寸稳定性造成影响，而且可能导致微裂缝的产生。

随着混凝土老化，这些微裂缝可能会增大UHPC 结构对物质渗透的脆弱性，从而导致其进一步劣化。

混凝土收缩是一个长期发生的过程，会对建筑结构的安全性和耐久性产生严重影响［2］。

研究UHPC 收缩特性，降低收缩是促进UHPC 应用的关键工作之一，也是研究热点。

本文对UHPC 收缩性能研究进行综述，从收缩机理和发展规律出发，分析材料组分与养护制度对收缩的影响，并介绍降低收缩的措施，以期为UHPC 的发展提供参考。

1UHPC 收缩特性1.1收缩机理混凝土的收缩主要是由自收缩和干燥收缩2个部分组成。

其中，自收缩是混凝土自身引起的体积变化，与外界因素无关，主要包括化学收缩和自干燥收缩。

化学收缩是水泥发生水化反应引起的体积减小，自干燥收缩是由于混凝土进行水化反应后，UHPC 内部的自由水含量减少导致孔隙毛细管负压增大，进而使体积减小［1-2］。

干燥收缩是当外部相对湿度低于UHPC 内部相对湿度时，UHPC 内部的自由水迁移到外部，从而产生毛细管负压，导致体积减小［2，7］。

桥梁用超高性能混凝土研究第一部分超高性能混凝土定义 (2)第二部分桥梁工程应用背景 (5)第三部分材料组成与制备工艺 (7)第四部分力学性能测试分析 (10)第五部分耐久性评估方法 (14)第六部分施工技术难点探讨 (17)第七部分经济性与环境影响 (20)第八部分未来发展趋势展望 (23)第一部分超高性能混凝土定义超高性能混凝土（UHPC）是一种具有极高强度、优异耐久性和良好工作性的新型水泥基复合材料。

它通过优化传统混凝土的微观结构，采用特殊的外加剂和纤维增强材料，显著提高了材料的综合性能。

一、超高性能混凝土的定义超高性能混凝土（UHPC）通常被定义为一种具有超高密实度和超高强度的混凝土，其抗压强度通常在 120MPa 以上，抗弯拉强度超过15MPa。

这种混凝土不仅具有极高的力学性能，还表现出卓越的耐久性，如抗渗性、抗冻融循环能力以及抵抗化学侵蚀的能力。

此外，UHPC 还具有较好的韧性，能够在受到冲击或裂缝扩展时吸收较大的能量。

二、超高性能混凝土的特点1.高强度：UHPC 的抗压强度通常在 120MPa 以上，远高于普通混凝土的抗压强度（约40MPa）。

这使得 UHPC 能够承受更大的荷载，适用于承载力要求较高的结构。

2.高韧性：UHPC 具有良好的韧性，能够在受到冲击或裂缝扩展时吸收较大的能量。

这使得 UHPC 在遭受意外冲击时具有更好的安全性。

3.优异的耐久性：UHPC 具有很高的密实度，能够有效抵抗水分和其他有害物质的侵入。

此外，UHPC 对化学侵蚀、冻融循环等环境因素也有很好的抵抗力。

4.良好的工作性：UHPC 具有良好的工作性，可以在现场轻松浇筑和成型。

这使得 UHPC 在施工过程中更加方便，降低了施工难度。

三、超高性能混凝土的应用由于 UHPC 具有高强度、高韧性和优异的耐久性，它在许多领域都有广泛的应用。

例如，UHPC 可以用于桥梁、隧道、高层建筑等承重结构的建造；也可以用于道路、铁路等基础设施的建设；还可以用于制作预制构件，如预制梁、预制板等。

超高性能混凝土基本性能研究综述摘要超高性能混凝土（UHPC）是一种新型水泥基复合材料，具有超高强度、优良的耐久性、超高韧性等特性，能适应多种不同类型的工程需求，具有广阔的应用前景。

基于国内外现有研究，文章从准静态力学性能、动态力学性能、黏结性能、耐久性这四个方面对超高性能混凝土（UHPC）基本性能的研究成果进行了综述，并对其未来的发展进行了展望。

关键词：超高性能混凝土；准静态力学性能一、研究背景超高性能混凝土是以其“三高”而著称，即耐久性高、工作性高、强度高，被称为21世纪混凝土。

它不仅能够大幅度提高混凝土结构的使用寿命，也能降低混凝土结构的维修费用，并且超高性能混凝土的自重是传统混凝土结构的1/3或1/2，显著降低了结构的自重。

在我国可持续发展战略中，随着绿色混凝土工程材料的推进和发展，超高强高性能混凝土在改善环境、提高经济效益、解决工程中的疑难问题等方面也引起了研究者们的极大关注。

因此，UHPC成为近几年的研究热点之一，本文主要总结了近几年一些学者对UHPC基本性能的研究成果。

二、准静态力学性能准静态力学性能的研究主要包括抗压强度、抗拉强度、抗折强度、单轴拉压性能、循环拉压性能、多轴压缩性能、劈裂弯曲性能等。

本文主要介绍其中的抗压强度、抗拉强度和抗折强度。

2.1抗压强度作为一种新型水泥基复合材料，UHPC的抗压强度一直是大家的研究重点。

黄伟等[1]为制备生态型超高性能混凝土，采用不同体积掺量的石灰石粉降低超高性能混凝土中的水泥和硅灰用量，并研究石灰石粉对UHPC的抗压强度发展和水化演变的影响，实验结果表明：与传统配合比相比，掺加54%石灰石粉不仅能改善拌合物的工作性，还能提高混凝土的抗压强度。

水亮亮[2]研究了钢纤维体积分数、膨胀剂种类及掺量对不同尺寸的超高性能混凝土试件28d抗压强度及自成型27h后至180d收缩特性的影响。

结果表明：以40mm立方体试件抗压强度为基准，不掺膨胀剂时100mm立方体试件的抗压强度换算系数为0.75～0.80，而掺有膨胀剂的100mm立方体试件抗压强度换算系数为0.74~0.80；UHPC的收缩形式以自收缩为主，约占其总收缩量的87.0％~92.7％，掺加钢纤维能够有效降低其收缩量。

超高性能混凝土研制技术研究与应用超高性能混凝土通常被称作UHPC( Ultra High Performance Concrete)，是一种新型复合材料，采用特殊的形状和种类的高强度混合料搭配适当的技术制备而成。

它的高性能可以归因于很多因素，例如高强度材料的采用，高密度的品质、细微粒子的分布，极少的孔隙率等等。

这使得UHPC是目前为止最适合应用于一些特殊建筑和工程项目中的一种材料。

UHPC最早于上世纪70年代在法国被开发出来。

随着新技术和新工艺的加入，UHPC的性能不断地完善和提升。

如今，它被广泛地使用于桥梁、隧道、高层建筑、核能站、军事设施等建筑和基础设施工程中。

由于它的高抗压、抗渗透，抗冲击等特性，UHPC已成为建筑业和工程界最有前途的材料之一。

UHPC的制备和研究需要复杂而且精准化的工艺，以确保其高性能和可靠性。

首先，高性能材料如石英、玻璃纤维、多功能聚合物等需要加入少量的水泥、硅砂和一系列身份标准使其达到预定的性能指标。

其次，UHPC的特殊技术和适当的工程设计是保证UHPC性能的重要因素。

制备过程中，对于高密度、高抗压的UHPC的制备来说，混合材料的比例和混合过程非常重要。

这就需要UHPC的制造者必须考虑到UHPC的各种指标，并根据每一次的实验结果来微调材料的比例。

需要不断地实验和检验，以保证UHPC最终的性能满足需求。

在可持续发展生态体系的情况下，UHPC有着巨大的发展空间。

由于其强劲的表现和可靠性，UHPC成为三维打印、智能建筑和智能环境建筑等新兴技术中的一个重要组成部分。

此外，UHPC能够在很大程度上减少异常天气条件下的损失和影响。

比如，它能够在飓风、地震、火灾等环境条件中更好地保护人们的生命和财产安全。

总而言之，超高性能混凝土是一种高强度、高密度、抗渗透、抗冲击和抗溃性能的新型材料，其具有巨大的发展潜力和巨大的应用前景。

我们相信随着我国科技技术的提升和需求的不断加大，UHPC必将会在未来得到广泛且确保理性的使用。

超高性能混凝土的配合比设计与性能研究一、引言超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete, UHPC）是一种具有极高强度、高耐久性、高密度和高抗冲击性的新型混凝土材料。

近年来，UHPC已经成为了世界上混凝土技术研究的热点之一。

本文旨在介绍UHPC的配合比设计方法以及其性能研究进展。

二、UHPC的组成UHPC的组成包括水泥、细集料、粗集料、钢纤维、化学掺合剂以及高性能化学品。

其中，水泥的种类可以是普通硅酸盐水泥、高性能硅酸盐水泥或其他类型的水泥。

细集料可以是石英粉或石英砂，粗集料可以是硅酸盐或火山岩。

钢纤维是UHPC的重要组成部分，可以提高UHPC的抗拉强度和韧性。

化学掺合剂可以是高性能减水剂、膨胀剂、缓凝剂等。

高性能化学品主要包括微细氧化硅粉末、二氧化硅微粉等。

三、UHPC的配合比设计UHPC的配合比设计是UHPC制备的关键之一。

通常，UHPC的配合比设计包括以下几个步骤：1. 确定水泥的种类和用量。

水泥是UHPC的主要胶凝材料，不同种类和用量的水泥会对UHPC的性能产生很大的影响。

2. 确定细集料的种类和用量。

细集料是UHPC中的重要组成部分，它可以填充水泥胶凝体中的孔隙，提高UHPC的密实度和强度。

3. 确定粗集料的种类和用量。

粗集料是UHPC中的另一个重要组成部分，它可以提高UHPC的抗压和抗拉强度。

4. 确定钢纤维的种类和用量。

钢纤维可以提高UHPC的韧性和抗拉强度。

5. 确定化学掺合剂的种类和用量。

化学掺合剂可以改善UHPC的流动性和凝结性能。

6. 确定高性能化学品的种类和用量。

高性能化学品可以提高UHPC的抗裂性能和耐久性。

7. 根据配合比设计计算UHPC的混合比例。

混合比例是UHPC的重要参数之一，它直接影响UHPC的性能。

四、UHPC的性能研究UHPC具有很多优异的性能，其中包括极高的强度、高的耐久性和抗冲击性、优异的抗裂性能等。

下面将对UHPC的性能进行详细介绍。