住建部最新國標！《超高性能混凝土》GB/T 31387—2025完成意見稿公開征求意見，本標準規(guī)定了超高性能混凝土UHPC的性能等級、原材料、配合比設(shè)計、質(zhì)量要求、制備、養(yǎng)護、試驗方法及檢驗規(guī)則等。
基于《超高性能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿，按照抗壓強度等級，超高性能混凝土UHPC起步強度UC100，最高強度UC200：
住建部通知原文如下，如需查閱下載《超高性能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿全文：
基礎(chǔ)知識超高性能混凝土UHPC
超高性能混凝土，簡稱：UHPC，被公認為“近三十年來最具創(chuàng)新性的水泥基工程材料”，鑒于其尤其突出的超高強度，也被業(yè)內(nèi)譽為“最強混凝土”，《超高性能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿定義：“以水泥和礦物摻合料等為膠凝材料，配合骨料、外加劑、高強度微細鋼纖維和/或非金屬纖維、水等原料生產(chǎn)的超高強纖維增韌混凝土”。
一、UHPC的超高性能
UHPC的超高性能，可總結(jié)為“三高”特性：
超高力學性能抗壓強度、抗折強度、抗拉強度可達普通混凝土的幾倍至十幾倍。超高耐久性能孔隙率極低，內(nèi)部幾乎沒有裂縫產(chǎn)生，抗腐蝕能力也遠超普通混凝土。超高工作性能不離析不泌水，泵送性優(yōu)良，自密實免振搗，還可減少鋼筋用料及結(jié)構(gòu)自重。
UHPC超高性能混凝土
基于《超高性能混凝土》GB/T 31387—2025意見稿，UHPC最重要的三個定量化性能指標基本門檻：
抗壓強度≥100MPa抗拉強度≥3.5MPa抗?jié)B性能≤2.0×10-13㎡/s
UHPC可以設(shè)計為更輕更薄的結(jié)構(gòu)尺寸，通過在相同荷載下不同材料的界面對比，超輕超薄效果一目了然：
相同荷載下不同材料的界面對比
二、UHPC的底層邏輯
不同應(yīng)用場景下的UHPC，盡管在原材料及配合比上有所不同，但是底層邏輯或者基本原理是一致的，就是在普通砂漿或混凝土基礎(chǔ)上，通過兩方面的改進獲取三大性能：
通過提高基體密實度獲?。嚎箟簭姸取⒖?jié)B性能
通過纖維增強獲取：抗拉強度
這也對應(yīng)了UHPC材料的本質(zhì)是由“基體+纖維”兩部分組成：
（1）基體（高密實度砂漿或混凝土）
提高密實度，是提高砂漿或混凝土強度的最關(guān)鍵因素！
我們知道，普通砂漿或混凝土的孔隙率是很大的，這是因為水灰比很大，0.4左右水灰比的情況下，水的體積占比高達55%左右，水化反應(yīng)生成物遠遠不足以填充如此高的空間，因此，硬化后水泥漿的孔隙率就很高，并且含有大量連通的毛細管，不僅影響抗壓強度還影響抗?jié)B性能。
所以，減少水的體積占比即降低水灰比，并且再加入比水泥顆粒更細的粉體，如同在粗骨料堆積空隙中填充細骨料，在細骨料堆積空隙中填充水泥顆粒一樣，UHPC再進一步，在水泥顆粒堆積空隙中填充更細的粉體，逐級填充上一級顆粒間空隙，形成了高密實度，進而實現(xiàn)超高抗壓強度和抗?jié)B性能。
這時候我想到小學我們學過的一個小實驗，杯子里面逐步放入石頭、沙子和水，以此老師告戒我們“時間擠擠總會有的”：
小學生水杯裝石子沙子實驗
不嚴謹?shù)览硐嗤ǖ靥子眠@個小實驗，UHPC的逐級填充骨料、水泥顆粒和更細粉體，告訴我們“空間擠擠總會沒的”：
小學生UHPC“最緊密堆積”實驗
可見，UHPC基體相比較于普通混凝土最核心的區(qū)別就是：進一步用更細粉體填充了水泥顆粒堆積空隙，這就是行業(yè)所說的“最緊密堆積理論”。
水泥顆粒的粒徑通常屬于10微米級，比水泥顆粒更細的粉體材料，如硅灰、超細粉煤灰、超細礦渣粉等，粒徑通常屬于微米級、亞微米級或微納米級，把這些超細粉體組合使用，逐級填充上一級顆粒間空隙，實現(xiàn)高堆積密實度。
同時，在高效減水劑的作用加持下，膠凝材料顆粒能夠充分分散，UHPC的基體水灰比可以大幅降低：水灰比≤0.25、水膠比≤0.20，水的體積占比低至20%，水化反應(yīng)產(chǎn)物也就很容易填充這么低的空間了。
不含纖維的UHPC基體
（2）纖維（鋼纖維或高分子纖維）
高密實度砂漿或混凝土基體獲取了超高抗壓強度，但是也屬于高脆性材料，反應(yīng)在定量化指標上就是抗拉強度不高。
如何提高抗拉強度？加入高韌性材料進行改性，纖維則是最優(yōu)選擇。因為基體的高密實度，具有較強的粘結(jié)強度，很容易和纖維形成較強的握裹力，從而增強韌性。
纖維增強原理，過去農(nóng)村的土坯房就一直在用，粘土中摻入稻草等植物纖維，提升抗拉性能：
古代纖維增強現(xiàn)代纖維增強
與過去纖維增強的一個重要區(qū)別在于，UHPC由于基體的高密實度，握裹力很強，纖維的尺寸就可以很小，而且不易結(jié)團、更易分散。
UHPC通常采用直徑0.1~0.2㎜、長度9~20㎜的鋼纖維，由于鋼纖維成本較高，且會影響施工性能，所以在實際工程中，在滿足力學性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減少摻量，常規(guī)摻量在1.5~3%之間。
加入纖維的UHPC拌合物
三、UHPC的材料配比
通過上述UHPC“基體+纖維”兩項基本原理分析，我們也基本獲悉配制UHPC所需原材料：“常規(guī)用料+超細粉料+纖維”。具體來說，原材料通常由水泥、硅灰、石英粉、石英砂、高效減水劑、水、鋼纖維等組成，可選擇性添加礦物摻合料如粉煤灰、磨細高爐礦渣、石灰石粉等。
需要說明一點的是，盡管UHPC稱作超高性能混凝土，但實際上大部分UHPC是不加粗骨料的，也就是說，UHPC基體基本都屬于超高強砂漿（粗細骨料以4.75㎜粒徑為界，包含粗細骨料為混凝土，只含細骨料為砂漿）。
UHPC預(yù)混料不是標準化產(chǎn)品，基于工程項目所需性能指標要求，配合比根據(jù)原材料特性進行分析和試配，關(guān)鍵是在理解原理的基礎(chǔ)上不斷調(diào)整嘗試。
德國科學基金會UHPC研究成果介紹了基礎(chǔ)UHPC原材料配比，盡管各地原材料特性本身就存在差異，配比不可能一樣，但是此基礎(chǔ)組成仍具有較大參考價值，有助于我們學習理解：
德國科學基金會基礎(chǔ)UHPC原材料配比
四、UHPC的攪拌制備
UHPC水膠比很低且含纖維，制備要有足夠的攪拌時間，以保證拌合物的充分分散并混合均勻。以變速強制攪拌為例：
干拌首先中速干拌粉料，至各類型顆粒分散混合；加2/3水和全部減水劑其次加入2/3水和全部減水劑攪拌，至拌合物呈面團狀；加剩余水然后加入剩余水快速攪拌，至漿體呈流態(tài)自密實狀態(tài)；加纖維最后慢速攪拌并均勻加入纖維，至纖維與漿體充分分散并混合均勻。
UHPC制備也可采用定速強制攪拌或其他方式攪拌，加料順序和攪拌時間可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
五、UHPC的應(yīng)用領(lǐng)域
UHPC超高性能混凝土，通過發(fā)揮某一方面或綜合方面的優(yōu)異性能，目前已在包括路橋工程、建筑工程及市政工程等各個領(lǐng)域都有廣泛地應(yīng)用：
建筑構(gòu)件輕質(zhì)高強的結(jié)構(gòu)或裝飾構(gòu)件，如樓梯、陽臺、幕墻及裝飾構(gòu)件等。市政構(gòu)件輕質(zhì)高強的市政設(shè)施構(gòu)件，如電桿、市政管溝及蓋板等。結(jié)構(gòu)連接預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性連接，如橋梁濕接縫連接、裝配式構(gòu)件節(jié)點連接等。橋面鋪裝普遍用于鋼橋面鋪裝，解決易破損易開裂的難題。維修加固結(jié)構(gòu)維修、加固與保護，大幅提高結(jié)構(gòu)強度與剛度，并對結(jié)構(gòu)有抗?jié)B、防水及耐磨等多重保護。耐久工程用于環(huán)境惡劣易受侵蝕的工程，如海洋環(huán)境工程、鹽水凍融環(huán)境工程等。百年工程用于設(shè)計壽命較長的工程，如交通基礎(chǔ)設(shè)施、核能與核防護工程等。防爆工程用于各種軍事工程或有重要功能的民用工程，如防護金庫、數(shù)據(jù)中心或其他重要建筑。……
