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“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）：
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- |
普通混凝土 NSC |
高性能混凝土 HPC |
超高性能混凝土 UHPC |
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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 |
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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 |
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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。
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