在过去的二十年中，超高性能混凝土（UHPC）的研究和应用取得了显着进展，UHPC表现出优异的流变行为，包括可加工性，自放置和自致密性能，机械和耐久性性能得到一定的改善，有很高的抗住压力的强度和非脆性行为。它是“未来”材料，有可能成为提高建筑物和其他基础设施组件可持续性的可行解决方案。本文将概述UHPC的基本介绍，设计，应用和挑战。经过几十年的发展，全世界内已经开发了广泛的商业UHPC配方，以满足慢慢的变多的应用和对优质建筑材料一直增长的需求。与传统混凝土相比，UHPC有几个优点，但由于成本高和设计规范有限，其使用受到限制。本文还旨在帮助设计师、工程师、建筑师和基础设施所有者扩大UHPC的认识，以提高接受度。

  UHPC是一种先进的胶凝材料，具有高强度和优异的耐久性。它有可能成为提高建筑物和其他基础设施组件可持续性的实用解决方案[1]。在过去的二十年中，UHPC在许多国家慢慢的受到关注，其使用范围从建筑构件，桥梁，建筑特征，维修和修复，垂直构件（如风车塔和公用事业塔）到石油和天然气工业应用，海上结构，水工结构和覆盖材料[2].在所有这些应用中，道路和桥梁结构是UHPC应用中最受喜爱的[3]。UHPC在桥梁和桥梁组件中的使用可以在多个国家看到，包括澳大利亚，奥地利，加拿大，中国，捷克共和国，法国，德国，意大利，日本，马来西亚，荷兰，新西兰，斯洛文尼亚，韩国，瑞士和美国[2]。上述国家的大多数项目都是由政府机构推动的，作为旨在鼓励进一步执行的初步示范项目。然而，对于大多数国家来说，这些示范项目并没有产生预期的接受度，后续实施缓慢[4]。似乎缺乏设计规范，对材料和生产技术的知识有限以及高成本限制了这种优秀材料的实施超出最初的示范项目[2]。私人和政府机构现在都在增加他们的关注，并推动更多努力来利用这种创新和有前途的材料。

  德国研究基金会早在2005年就启动了一项1200万欧元（1500万美元）的研究计划，该计划涉及20多个当地研究机构的34个研究项目[5]。该计划的主要目标是扩大UHPC的认识，使其成为可靠，普遍可用，经济可行和定期应用的材料。在韩国也能够正常的看到关于UHPC的重大研究计划。2007年，韩国建筑技术研究所资助了一项1100万美元的Super 200计划，以研究UHPC在斜拉桥中的使用[6]。马来西亚UHPC的引入始于2006年，由Dura Technology（DURA）于2010年首次申请桥梁。在几年的深入研究和开发中，DURA与马来西亚公共工程部合作设计和建造了专注于农村地区的UHPC桥梁[4]。成立后，DURA一直主导着马来西亚的UHPC市场。从2010年至今，共完成了90座UHPC桥梁，其中20多座处于施工阶段[2]。

  UHPC应用的成功成就在世界各地都有目共睹。但是，任旧存在限制其应用的障碍。正在进行的研究和调查工作正在填补知识空白，以便在未来开始创新、负担得起、可持续、可行和经济的UHPC，因为这将对提高其接受度产生重大影响。本文对UHPC进行了一般性介绍，并提供了有关其定义、发展、应用和挑战的最新信息。

  UHPC是一种相对较新一代的胶凝材料，有很高的强度，延展性和耐久性[7]。图1表明，用纤维加固UHPC可以被视为自密实混凝土（SCC）、纤维增强混凝土（FRC）和高性能混凝土（HPC）三种混凝土技术的组合[8]。法国临时建议（AFGC 2002）[9]将UHPC定义为具有至少150 MPa特征抗住压力的强度的混凝土，使用钢纤维增强以确保拉伸下的延展性。用钢或其他纤维强化的抗压强度为130 MPa – 150 MPa的UHPC被认为是强度较低的UHPC [9]。通常，术语UHPC用于描述纤维增强，超减水，硅粉 - 水泥混合物，有很低的水灰比（W / C），其特征是存在直径为0.15-0.60毫米的非常细的石英砂，而不是普通骨料。

  事实上，一些研究人员认为UHPC不是混凝土，因为混合物中没有粗骨料[10，11]。然而，选择术语“混凝土”而不是“砂浆”来描述添加细钢纤维以增强延展性的UHPC[[12]，[13]，[14]]。

  迄今为止，不同国家和不同的制造商已经开发了几种类型的UHPC，例如Ceracem®，BSI®，紧凑型增强复合材料（CRC），多尺度水泥复合材料（MSCC）和反应粉末混凝土（RPC）[[15]，[16]，[17]]。在马来西亚，UHPC于2010年底以Dura®的名义开始作为可持续建筑材料的工业商业渗透[17]。

  作为世界上最受喜爱的人造材料，混凝土是未来继续需求的基本建筑材料。据估计，世界混凝土产量约为每年60亿立方米，中国目前消耗了世界混凝土产量的40%[18，19]。混凝土的优越品质，如强度和耐用性，能够以多种形式放置以及低廉的价格，使混凝土被认为是建筑行业中最著名和最重要的材料。混凝土大多数都用在其强大的抗住压力的强度[20]。过去几十年来，在具体发展领域取得了重大进展。1930年代开始了深入研究工作，以提高混凝土的抗住压力的强度。图2显示了过去40年来重要的混凝土技术成就[21]。

  从图中能够准确的看出，混凝土技术在1960年代进展缓慢，最大抗压强度为15 MPa至20 MPa。混凝土抗压强度在大约10年内增加了两倍，达到45 MPa至60 MPa。混凝土强度在1970年代初达到约60 MPa的稳定期，这被认为是由于现有减水机的技术障碍。该特定时间可用的减水剂未能逐步降低水与粘合剂的比例（W/B）[13]。在1980年代，大家意识到称为高效减水剂（SP）的高范围减水剂可用于将W / B逐渐降低到0.30。将W/B降低到这个水平以下被认为是一种禁忌，直到Bache [22]报告说，使用高剂量的SP和硅粉（SF），可以将W/B降低到0.16。通过优化颗粒骨架的粒度分布，压实颗粒材料实现了高达280 MPa的混凝土抗压强度。这些结果创造了一种具有最少缺陷数量的材料，例如微裂纹和相互连接的孔隙空间，以实现最终的强度和耐用性增强。

  这些技术突破以及低孔材料的一些基础知识导致了超高性能波特兰水泥基材料的开发，这些材料具备显着的机械性能[1，14，23]。一般而言，UHPC的发展最好分为四个阶段，即1980年代之前，1980年代，1990年代和2000年之后。

  1980年代之前;由于缺乏先进的技术，生产UHPC仅限于实验室，需要真空混合和热固化等特殊方法。此时，研究人员尝试了不一样的方法来获得更致密、更致密的混凝土，以提高其强度。据报道，通过真空混合和温度固化，混凝土的抗住压力的强度能够达到510 MPa[24]。虽能实现混凝土的高抗住压力的强度，但制备十分艰难且耗能。

  在 1980 年代初期;发明了微缺陷无缺陷水泥（MDF）[25，26]。MDF方法使用聚合物来填充孔隙并消除水泥浆中的所有缺陷。该工艺需要特定的制造条件，包括通过辊子对材料来层压。中密度纤维板混凝土的抗住压力的强度为200 MPa。然而，原料昂贵、制备工艺复杂、蠕变大、脆性限制了其应用[26]。MDF发明后，Bache在丹麦制备了致密二氧化硅颗粒水泥（DSP）[22]。与MDF不同，DSP的制备不需要极端的制造条件。提高颗粒堆积密度消除了DSP中的缺陷。DSP混凝土含有大量的SP和SF，它还使用热和压力固化。DSP的最大抗压强度可达345MPa。然而，尽管超高强度增加，这些材料变得更“脆”。钢纤维在1980年代被引入，以改善DSP混凝土的脆性问题。这种类型的钢纤维补充混凝土可以被认为是一种相对较新的材料。它的特点是极其致密的微观结构、非常高的强度、卓越的耐用性和高延展性。两个很好的例子是CRC和泥浆渗透纤维混凝土（SIFCON），它们发生在DSP之后。CRC和SIFCON均表现出优异的机械性能和耐用性。然而，由于缺乏有效的SP，CRC和SIFCON都存在可加工性问题，阻碍了原位应用[26，27]。

  1990年代;Richard等人[7]使用细度和反应性更高的组分通过热处理产生RPC。RPC是UHPC发展的一个重要里程碑。它的概念是基于以非常密集的排列放置不同粒子。RPC是实验室和现场实验中最常用的UHPC类型，其特点是粘合剂含量高，水泥含量非常高，W/C非常低，使用硅粉（SF），细石英粉，石英砂，SP和钢纤维[7，23，28]。这些钢纤维的长度通常为12.5毫米，直径为180微米[7]。去除粗聚集体以增强基质的均匀性。RPC的抗住压力的强度范围为200 MPa至800 MPa。Richard & Cheyrezy [7] 建议的 RPC 的典型组成和机械性能如表 1 所示。与其前辈不同，RPC表现出很出色的可加工性。这种可加工性是水泥基材料大规模应用的优势和最基础要求。在1990年代后期，通过RPC技术开发的第一个UHPC以Ductal®的名义商业化。1997年，世界上第一个RPC结构如图3所示，是在加拿大舍布鲁克为人行天桥建造的[1，12，[29]，[30]，[31]]。这是RPC首次用于构建整个结构。尽管RPC结构取得了成功，但由于其昂贵的材料和生产所带来的成本，其应用仍然受到限制。

  从2000年开始，UHPC的发展取得了很大进展。随着混凝土技术的逐步发展，工程师意识到先进的混凝土除了高强度外，还应该具有其他优异的性能，这导致了UHPC和UHPFRC一词的出现[29]。已经开发了广泛的新混凝土配方，以涵盖慢慢的变多的应用。目前，各种研究人员提出了可持续的UHPC配方，旨在降低其材料和初始成本[[32]，[33]，[34]，[35]，[36]，[37]，[38]，[39]，[40]]。补充胶凝材料，如粉煤灰（FA），磨碎的粒化高炉炉渣（GGBS），稻壳灰（RHA）和SF，用于替代部分水泥，以生产可持续的UHPC并减少其目前的水泥使用量。此外，据报道，UHPC可以用常温固化来制备，而不会牺牲其性能。由于成本相比来说较低的环境友好型UHPC的出现，UHPC的应用慢慢的受到关注。从2000年代开始，一些国家参与了UHPC的各种应用。在法国，许多结构，如桥梁，外墙和楼板都是用UHPC建造的[41]。UHPC在美国公路基础设施的维护和开发中也有更多的应用[42]。在澳大利亚，桥梁结构已经开展了UHPC开发的重要活动[43]。在瑞士，UHPC主要用于结构的原位加固[44]。荷兰和西班牙已经建造了UHPC桥梁[[45]，[46]，[47]]。在马来西亚，UHPC已被用于桥梁结构，作为可持续桥梁建设倡议的一项努力。迄今为止，自2010年以来，马来西亚已经建造或正在建造113座UHPC桥梁[4]。图4显示了位于霹雳州的马来西亚已完成的UHPC桥梁之一。

  在过去15年的具体显着进展中，许多研究人员已经将UHPC发展到可以应用的水平。设计的UHPC抗压强度可达200 MPa。生产具有非常高强度和致密微观结构的混凝土的基本思想已经在1980年代提出[22]。然而，实际突破是在开发高效SP之后取得的，该SP能够生产具有高比例最佳填充超细颗粒的易流动混凝土，以使用极低的W / B将复合材料孔隙率降至最低。

  几位研究人员[1，7，21，35，34，37，49]已经确定了设计UHPC的基本原理，可以总结如下：

  1. 通过广泛的粉末尺寸等级分布优化颗粒混合物并降低W / B，从而最大限度地减少复合材料孔隙率。

  2. 通过后定型热处理增强微观组织，以加速SF的火山灰反应并提高机械性能。

  应用前四个原理可以使混凝土具有非常高的抗压强度，并且添加钢纤维有助于提高混凝土的抗拉强度和延展性[7]。

  生产UHPC的关键因素是改善其混合物成分的微观和宏观性能，以确保机械均匀性，最大颗粒堆积密度和最小缺陷尺寸[1，23，50，[51]，[52]，[53]。].UHPC组合物的选择不应仅关注不同晶粒尺寸的相对比例，还应关注具有适当物理和化学性能的材料选择。一些市售的UHPC混合物如表2所示。从表中可以看出，UHPC通常使用大量的水泥含量，SF和沙子。UHPC的初始成本远远超过传统混凝土（CC），在不牺牲UHPC的有益性能的情况下，已经做出了巨大的努力来最大限度地降低材料成本。

  混合料设计是选择最佳比例的原材料，为特定应用提供具有新鲜和硬化状态的混凝土所需的性能。UHPC的设计旨在实现具有良好加工性和强度的致密压实胶凝基体。然而，由于UHPC的可能成分组合数量更多，预计UHPC硬化状态下的复杂材料。近年来，已经进行了一些旨在优化UHPC混合比例的研究[36，39，53，[56]，[57]，[58]，[59]]。

  据报道，UHPC的混合物设计有多种型号。例如，Larrad和Sedran[56]为UHPC的混合物设计提出了线性堆积密度模型（LPDM）。然而，该模型受到限制，因为它由于其线性性质而无法解决材料比例和堆积密度之间的关系。该模型后来得到了改进，考虑了称为固体悬浮模型（SSM）的虚拟密度理论[56]。这种新模型允许生产0.14 W/B和抗压强度为236 MPa的流体砂浆，并在90°C下固化4天[56]。De Larrad 和他的团队再次基于压实指数概念和虚拟填料密度对后一种模型进行了进一步改进。第三代填料模型称为可压缩填料模型（CPM）被提出用于UHPC设计[60]。Richard&Cheyrezy [7] 通过使用CPM优化颗粒混合物，成功开发了两种UHPC产品，即RPC 200和RPC 800。

  Geisenhansluke和Schmidt[61]根据颗粒形状，大小和密度设计了本地生产的UHPC混合物。他们报告说，利用多粒细颗粒可以减少水泥含量。在另一项研究中，Fennis 等人 [57] 开发了一种基于颗粒包装技术的生态 UHPC 混合物。通过采用的方法，他们报告说水泥含量减少了50%以上。Lohas和Ramge [58]提出了一种基于SP需水量（SWD）方法的稳健UHPC混合物，以根据水粉比实现所需的可加工性。

  Park等人[62]通过考虑W/B、填料类型和替换比例的影响，开发了抗压强度为180MPa的UHPC。Wille等人[53]提出了一种抗压强度超过200MPa的UHPC，该UHPC是通过当地材料获得的，没有任何特殊类型的混合器和热处理。他们的设计基于从最小坍落度测量中获得的扩散流特性。研究发现，UHPC混合物扩散结果的变化导致了空气含量的变化。为了预测UHPC的抗压强度，考虑空隙和W/C的综合效应，提出了统计关系。

  在CPM密度模型的指导下，龚[63]研究了矿物粉级配的致密堆积效应，发现填充效应随着W/C的降低而变得更加突出。Yu等人[39]利用改进的Andreasen&Andersen颗粒堆积模型开发了环保型UHPC（如公式（1）），以达到以相对较低的粘合剂用量（约650 kg/m）生产致密压实的水泥基体3.在这项研究中，他们成功开发了具有28天抗压强度和抗弯强度分别为150 MPa和30 MPa的UHPC。有关颗粒包装概念的详细信息将在下一节中进一步讨论。(1)P(D)=Dq−Dq最小Dq.max−Dq最小其中：P（D） 表示通过筛子的沙子的重量百分比，尺寸为 D、D.max是最大粒径（μm），D最小是最小粒径（μm），Q是与砂粒径有关的分布模量。对于细颗粒，q 可以设置为 0.23（q 0.25）。

  除经验方法外，基于人工神经网络（ANN）的统计实验设计方法还用于优化UHPC的产品和工艺[64]。这些方法已经在不同的具体行为研究中采用，以优化UHPC混合物以实现所需的性能[65]。Taghados等人[66]提出使用自适应神经模糊推理系统（ANFIS）来预测UHPC的抗压强度，基于混合设计和固化条件。除了水泥用量外，UHPC混合物中采用的钢纤维的成本和可用性也是主要问题。Ghafari等人[67]使用响应面方法（RSM）开发了一个统计模型，用于预测具有不同钢纤维含量的自密实钢纤维增强UHPC的最大弯曲强度。使用此模型，可以预测纤维含量的优化。在另一项研究中[59]，使用统计混合物设计（SMD）模型来优化UHPC的混合料设计。研究了各组分及其相互作用对最小水泥含量小于670 kg/m的UHPC抗压强度预测的影响3并且无需热固化[59]。

  如前所述，UHPC的固化条件对其抗压强度有重大影响。然而，上述模型尚未解决这种影响。Ghafari等人[67，68]推荐了几种ANN模型来预测UHPC在不同固化条件下的性能。与SMD模型相比，该ANN模型由于其分布式和非线性特性，可以更准确地预测抗压强度和坍落度流动。基于该模型分析，水泥和硅粉的最佳用量分别为混凝土体积的24%和9%[68]。

  在过去的25年中，混凝土技术的成果使UHPC的生产具有出色的流变行为，其中包括可加工性，自放置和自致密性能，机械和耐久性能得到改善，具有非常高的抗压强度和非脆性行为[69].UHPC的发展通常从骨料颗粒结构的设计开始;其中，选择和表征合适的细粉以实现最佳包装密度至关重要。UHPC的设计旨在实现具有良好可加工性和强度的致密压实胶凝基体[70]。简而言之，为了获得UHPC所需的性能，通常需要精心挑选的原材料和复杂的技术程序。在大多数出版物中，UHPC的混合物设计基于Richard和Cheyrezy开发的基准混合物[7]。与CC相比，在UHPC的生产中通常使用高粘合剂量和SP剂量。通过适当组合胶凝材料，适当的砂级配以及纤维增强和SP的结合，可以生产UHPC以提供高流动性，并改善机械性能和耐久性[7，60]。然而，这些出色的机械性能伴随着昂贵而复杂的技术准备。高材料成本，复杂的制造技术以及有限的可用资源严重限制了其在现代建筑业的商业开发和应用，特别是在发展中国家[39，44，71，72].这些限制进一步推动了使用具有类似功能的替代材料来替代昂贵的UHPC复合材料以提高其接受水平的具有成本效益的UHPC的开发。

  2016年年中，针对UHPC发布了两项法国UHPC国家标准NF P18-470和NF P18-710，以取代UHPC设计中普遍使用的技术指南和专业建议。在制定这些标准之前，参考了设计和生产UHPC的若干建议和指南。以下是研究人员在生产UHPC时普遍参考的一些可用指南[69，74]。

  然而，这些技术准则和专业建议被认为不够充分，因为这些文件不具有“正式”地位，因此难以在项目中参考和使用这些文件。新标准的提供允许明确和编纂规范，这有助于在国际一级进一步接受UHPC。法国UHPC标准化进程于2012年12月启动。这些标准是根据法国AFGC早期的建议[75，78]以及超过15年的UHPC项目和实现的技术反馈[79]制定的。这些标准为适当的材料采购、开发和调整混合物设计以及控制生产过程提供了规定。遵守这些文件将有助于实现高质量的UHPC并促进更广泛的可接受性。在瑞士、中国、加拿大和日本等其他国家也可以看到类似的标准化工作[79]。

  如NF P18-470[73]所述，UHPC是指具有水泥基体和约150MPa的特征抗压强度的材料，含有金属纤维以实现拉伸下的延展性。由于使用了SP等外加剂，UHPC混合物通常具有较低的W / B.应特别注意通过混合水，骨料中的水和外加剂的不同成分来控制混凝土中添加的水量。所有UHPC材料必须满足NF P18-470 [73]中所述的要求，如表3所示。UHPC的混合料设计应遵循NF P18-470[73]中所述的以下程序：

  性能建议值最大聚合大小≤10 毫米混凝土密度2200–2800 千克/米328天的抗拉强度≥6 兆帕90天时的水孔隙率≤9 %90天时氯离子的扩散系数≤0.5 × 10−12m2/s90 天时的表观透气性≤9.0 × 10−19m2

  1. UHPC中使用的每类骨料（干成分），水泥，外加剂和添加剂的描述和重量。

  2. 添加的总水包括冰的形式，骨料表面预先存在的水，外加剂中的水，添加剂中的水和添加剂中的水。

  UHPC的优异性能为基础设施工程，建筑施工和许多利基市场提供了新的机会，近年来的应用数量不断增加。根据Grand View Research（GVR）报告的市场研究，2016年UHPC全球市场规模为8.92亿美元，预计到2025年这一数字将增长8.6%至18.673亿美元[3]。UHPC在许多国家的商业化已成为全世界的关注，例如澳大利亚和新西兰[80]，奥地利[81]，加拿大[12，82]，美国[83，84]，德国[5]，法国[85]，意大利[86]，日本[77]、马来西亚[87]、荷兰[88]、斯洛文尼亚[89]和韩国[90]。在过去的二十年中，世界各地的学者和工程师进行了广泛的研究项目，以便将UHPC技术工业化为未来的可持续建筑材料[91]。对文献的全面搜索已经确定了200多座使用UHPC建造的已完成桥梁的一个或多个组件[2]。UHPC的其他应用也可用于建筑、结构加固、加固、预制构件和一些特殊应用[15，85]。目前，私人和政府机构都将注意力和倡议转向利用UHPC作为未来的可持续建筑材料[92，93]。

  1985年左右开始了旨在将UHPC应用于建筑的首次研究和开发[1]。从那时起，提供了不同的技术解决方案和UHPC配方，以满足个别设计，结构和建筑方法的特定要求。UHPC应用的突破包括1997年在加拿大舍布鲁克的梅戈格河上建造的第一座预应力混合人行天桥（表4）[12]，在法国Cattenom和Civaux核冷却塔的侵蚀性环境中更换腐蚀的钢梁[29，94]以及2001年在法国建造的用于汽车和卡车的Bourg-les-Valence桥[95]。UHPC先进的机械性能和耐用性使得重新考虑许多常见桥梁部件的传统设计方法成为可能。对UHPC元素的最佳设计进行了许多调查，导致在世界各地开发和建造UHPC桥梁。2002年，韩国的仙屿人行天桥使用UHPC建造，主跨度为120 m，并于2004年完工（表4）[96]。作为使用UHPC建造的世界上最长的跨度桥梁，仙宇人行天桥结构的建造只需要传统混凝土建筑中使用的材料量的一半左右，但提供了同等的强度特性[48]。在日本，跨度为50米的坂田未来人行天桥于2003年完工。这座桥展示了UHPC上层建筑中的穿孔腹板如何既减轻结构的重量，又可以在美学上令人愉悦[97]。随着这些建设的成功，欧洲，北美（美国和加拿大），亚洲和澳大利亚已经建造了用于行人交通的UHPC桥梁[98]。

  2005年，第一批使用UHPC技术建造的公路桥梁出现，大约在同一时间建造了四座桥梁。位于澳大利亚的牧羊人沟桥[88，99]，法国的布尔德莱瓦朗斯桥[100]和日本的堀越C匝道桥[97]。爱荷华州瓦佩洛县的火星山大桥是2006年在美国建造的第一座UHPC公路桥（表4）[101]。东京单轨电车和大成公司于2007年建造了40米长的单轨UHPC梁[97]。2008年，世界上第一座节段式UHPC复合桥面公路桥在东京国际机场建成，使其成为世界上最大的UHPC公路桥[97]。

  根据美国联邦公路管理局（FHWA）2013年发布的报告，美国和加拿大共有55座使用UHPC的桥梁已经建成或正在建设中。欧洲约有22座UHPC桥梁，亚洲和澳大利亚有27座UHPC桥梁[42]。在这些应用中，UHPC可用作梁，梁，甲板板，保护层，不同组件之间的现场铸造接头等。[[102]， [103]， [104]， [105]， [106]， [107]]。与传统的钢筋混凝土桥梁相比，大多数使用UHPC组件或接头建造的桥梁表现出纤细的外观，体积和自重显着减少，简化实施和更好的耐用性[54]。大多数UHPC结构只需要传统钢筋或预应力混凝土构件的一半截面深度，从而减轻了高达70%的重量[108]。UHPC结构中使用的这种重量更轻的结构和材料效率通过其较低的碳足迹实现了可持续的结构[93]。

  UHPC用于制造摩纳哥地铁站的吸音板[109]。轻薄的UHPC面板上浇有小孔，以帮助提高其声学特性。不易燃的面板耐冲击，为乘客创造了一个美观和明亮的环境。吸音板也被沿法国沙泰勒罗的一条道路使用，因为它们对汽车污染和除冰盐具有抵抗力[109]。UHPC应用的其他潜力是用作屏障保护系统或关键基础设施固有部分的安全基础设施。对高应变载荷率下UHPC的力学性能进行了广泛的安全应用研究[[110]，[111]，[112]，[113]，[114]，[115]]，抗爆炸性[112，[117]，[118]，[119]]和抗穿透性[[118]，[119]，[120]]。

  在过去的十年中，UHPC在建筑构件领域也引起了人们的兴趣，例如遮阳板，覆层和屋顶构件。UHPC之所以被选中，是因为它能够产生细长，轻便，耐用和美观的结构。

  采用UHPC技术的最新建筑包括巴黎路易威登创造基金会，如表4所示[30，121]。该项目于2014年完工，其特点是几何复杂性高。覆层由预制UHPC面板制成，每个面板都通过真空填充模具进行独特设计。另一个很好的例子是位于法国马赛港区的欧洲和地中海文明博物馆（MUCEM）[122]，如表4所示。它是世界上第一座如此广泛使用UHPC的建筑。如前所述，UHPC也可用于屋顶和檐篷，如加拿大Shawnessy LRT站所示（表4）。还有其他类似应用的例子，例如法国建造的废水处理厂中的预制薄曲线];巴黎让·布因体育场的屋顶见表4[122];瑞士洛桑奥林匹克博物馆的屋顶[124];卡塔尔国家博物馆的覆层[125];摩洛哥拉巴特机场1号航站楼的立面[126]。

  由于其优异的性能，UHPC已被广泛用作修复现有混凝土结构的覆盖层，改善其机械和耐久性能，以减少维护工作[127，128]。据报道，UHPC覆盖层的首次应用是在瑞士拉莫尔日河上的一座桥上[129]。严重受损的桥面和路缘石被UHPC取代。预制UHPC路缘应用1年后未观察到裂缝。这些材料在维修和修复应用中的成功为在劣化桥梁上使用类似技术铺平了道路。使用UHPC的水工结构修复和修复在日本的细川河隧道[130]，法国的Caderousse和Beaucaire水坝[131]完成。

  UHPC由于其高弯曲强度和致密的微观结构的优异性能，具有用于特殊条件的潜力。据报道，UHPC用于中国高速铁路沿线]，以及法国核反应堆安全壳墙的改造[134]。UHPC的使用也因其对腐蚀性剂的巨大抵抗力而在海洋区域使用。正如先前研究人员所报告的那样，已经成功设计了海上的几个风车[[135]，[136]，[137]，[138]]，并且用UHPC恢复海上信号结构也被证明是非常有效的[116]。在日本，羽田机场通过使用在海上建造的巨大UHPC板进行了扩展[97]。该建设是迄今为止实现的最大UHPC项目。UHPC的优异性能是其在各种应用中的巨大潜力的原因，但尚未发现许多应用利用其增强的强度，耐用性和弯曲能力。UHPC在CC挣扎的领域提供经济和创新的解决方案。UHPC是未来的建筑材料，它将继续存在，并将在世界各地不断发展。

  氯化物引起的腐蚀一直是海洋区域钢筋混凝土结构的主要威胁。UHPC的高耐久性和耐氯化性使其成为在户外或严重暴露环境中使用的理想材料。在海洋结构中使用UHPC是防止钢筋腐蚀的解决方案之一，因为它具有出色的耐用性，可以很好地抵抗氯化物。据报道，UHPC在海洋结构中的应用取得了令人鼓舞的结果[97，116，122]。大多数使用UHPC建造的跨海桥梁的重量要轻得多，耐用性更好，维护成本更低，并且横截面构件更少，实施也更简化。UHPC还具有建造，覆盖，修复和加固海洋结构的潜力，例如码头和石油平台。除氯化物外，UHPC对大多数化学和物理攻击也具有很强的抵抗力。这使得UHPC有可能在更恶劣的环境条件下应用。

  UHPC的延展性使其可用于地震地区的建筑物和结构[[139]，[140]，[141]]。据报道，与普通钢筋混凝土相比，加固UHPC柱或梁在地震期间能够耗散更高的能量，防止其倒塌。通过引入混合元件的使用来降低UHPC的高成本，该混合元件将UHPC与结构中的CC或其他材料相结合以抵抗地震荷载。还研究了UHPC的高抗冲击性，并研究了其在桩中的应用潜力;将两根H形预制混凝土桩成功打入粘土中，并在垂直和横向荷载下进行测试[15，142]。

  优异的可加工性使UHPC能够浇铸成任何形状。因此，可以预制不同形状的UHPC块。这些积木可以组装成一个结构，就像拼图一样。建造这种UHPC结构可以节省大量的时间和劳动力。日本已经开始对这一概念进行基础研究，以彻底改变建筑业[143]。由于UHPC显示出非常好的应用前景，在不久的将来将看到慢慢的变多的UHPC创新应用。

  在过去的二十年中，UHPC已在许多国家用于结构和非结构预制构件。然而，由于其高昂的初始成本和缺乏设计规范，这项杰出的技术一直难以成为日常使用的主流技术。此外，高UHPC材料成本和高能耗使其难以与CC设计竞争，从而限制了其应用。需要对降低成本和提高UHPC可持续性的研究，以便其未来得到更广泛的实施。进行了几项研究，以使用当地原材料和废物来修改材料混合物，以减少硅酸盐水泥，钢纤维和SP的量[144]。由于成本较低，对环境的影响较小，UHPC将更容易被基础设施市场接受，并引起基础设施所有者的兴趣。

  另一个关于成本的问题是UHPC结构的生命周期成本。UHPC的主要优点之一是其出色的耐用性。与CC或HPC结构相比，使用UHPC制成的结构将来将具有更长的使用寿命，维护和维修成本更低[145]。随着UHPC在过去几年中的应用，已经获得了UHPC结构设计和施工的经验技能和知识。然而，由于某些原因，它们可能不容易共享[85]。传播这种信息对于鼓励其应用极为重要。UHPC结构的设计和建造指南必须根据从现场，实验研究和科学计算中获得的先前经验和知识来制定。由于不同国家的UHPC经验差异很大，因此很难提出国际建议[85]。由于对UHPC的兴趣和应用日益增加，法国，日本，中国，德国和瑞士等国家已经做出了标准化努力。2016年年中，法国发布了第一个关于UHPC的国家标准[73]。

  UHPC结构的设计和施工方法与传统钢筋混凝土的规定不同。迄今为止，UHPC设计和施工方面的熟练建筑师，工程师和专家的数量仍然有限。由于UHPC具有广泛的应用前景，因此需要熟悉UHPC技术和特定设计问题的熟练团队[85]。目前，全球UHPC市场只有大约五个主要参与者可以确定，产品主要分布在欧洲和北美[133]。在马来西亚，自2006年以来，只有一种本地混合UHPC以Dura®的名义商业化[48]。虽然该产品已成功用于局部桥梁建设，但在生产本地混合UHPC时，还需要进行更多的材料优化研究，以进一步改善其性能并降低成本并最大限度地减少对环境的影响。UHPC的研究趋势现在与纳米技术有关。已经进行了实验探索，以使用纳米二氧化硅和纳米纤维等纳米颗粒来改变其性能。此外，一些研究人员试图在纳米级水平上研究UHPC中水合产物的结构[146]。纳米技术可能是UHPC缺点的解决方案，例如收缩问题，从而可以提高UHPC的总体性能。

  UHPC是一种迷人的新材料，具有非常出色的性能，具有非凡的强度和出色的耐用性，通过均匀性和堆积密度的提高来实现。自1990年代初引入以来，已经积累了大量关于UHPC结构的材料，设计和构造的知识，各国都试图将其引入建筑和桥梁应用。技术建议已在法国、日本、德国和瑞士发布。2016年发布了两项法国UHPC国家标准，以取代UHPC设计中普遍引用的技术指南和专业建议。这些新标准允许明确和编纂规范，预计这将有利于在国际一级进一步接受UHPC。欧洲、北美和亚洲的一些应用已经显示出UHPC技术的优势，重点是可持续性和使用寿命。在马来西亚UHPC建设的10多年历程中，已经建造了90多座桥梁，另有20座处于招标，设计和施工的不同阶段。

  UHPC应用的成功成就在世界各地都有目共睹。然而，UHPC正在缓慢地看到限制其应用的障碍。初期成本高、规范有限、设计困难、制造技术复杂，加上可用资源有限，严重阻碍了其在现代建筑业的商业发展和应用，特别是在发展中国家。为了利用UHPC的巨大潜力，该行业应以更好的方式与学术机构，政府机构，所有者和最终用户合作。关于这种新材料的知识和实践经验应该摆在桌面上，并在各方之间分享。由于UHPC的材料敏感性，应建立当地的建议和设计标准。需要对开发可持续和具有成本效益的UHPC进行更多研究，使用具有类似功能的替代材料来替代UHPC的昂贵复合材料，并最好能够降低对环境的影响，以提高UHPC的接受度。设计师、建筑师和工程师应该对这种新材料和技术更加开放。通过所有这些努力，UHPC可能会成为当前用途和未来开发的建筑材料，为可持续建筑提供更完整的解决方案。

  超高性能混凝土——面向现在和未来的技术。ACI新加坡与建筑施工管理局关于混凝土促进可持续性、生产力和未来的联合研讨会

  大观研究。超高性能混凝土 （UHPC） 市场分析：按产品、应用和细分市场预测 2014-2025。2017.

  希佩马特会议记录，3RD高性能建筑材料UHPC和纳米技术国际研讨会（2012），第17-25页

  希佩马特会议记录，3RD高性能建筑材料UHPC和纳米技术国际研讨会（2012），第865-872页

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