“超高性能混凝土”包含兩個方面‘超高’——超高的耐久性和超高的力學性能(詳見表1－普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土的性能對比)：
表1：普通混凝土、高性能混凝土和超高性能混凝土材料性能對比
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普通混凝土NSC
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高性能混凝土HPC
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超高性能混凝土UHPC
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抗壓強度(MPa)
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20-40
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40-96
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120-180
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水膠比
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0.40-0.70
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0.24-0.35
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0.14-0.27
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圓柱劈裂抗拉強度(MPa)
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2.5-2.8
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--
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4.5-24
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骨料粒徑(mm)
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19-25
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9.5-13
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0.4-0.6
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孔隙率
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20-25%
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10-15%
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2-6%
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孔尺寸(mm)
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--
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--
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0.000015
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韌性
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--
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--
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比NSC大250倍
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斷裂能(kN·m/m)
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0.1-15
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--
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10-40
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彈性模量(GPa)
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14-41
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31-55
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37-55
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斷裂模量(第一條裂縫)(MPa)
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2.8-4.1
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5.5-8.3
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7.5-15
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極限抗彎強度(MPa)
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18-35
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透氣性k(24小時40C)(mm)
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3x10
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0
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0
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吸水率
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<10%
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<6%
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<5%
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氯離子擴散系數(穩定狀態擴散)(mm2/s)
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--
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--
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<2x10e-12
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二氧化碳/硫酸鹽滲透
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--
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--
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--
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抗凍融性能
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10%耐久
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90%耐久
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100%耐久
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抗表面剝蝕性能
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表面剝蝕量>1
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表面剝蝕量0.08
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表面剝蝕量0.01
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泊松比
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0.11-0.21
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--
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0.19-0.24
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徐變系數，Cu
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2.35
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1.6-1.9
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0.2-1.2
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收縮
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--
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--
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--
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流動性(工作性)(mm)
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測量坍落度
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測量坍落度
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測量坍落度
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含氣量
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4-8%
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2-4%
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2-4%
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超高性能混凝土的設計理論是堆積密度理論(densified particle packing)，其組成材料不同粒徑顆粒以最佳比例形成最緊密堆積，即毫米級顆粒(骨料)堆積的間隙由微米級顆粒(水泥、粉煤灰、礦粉)填充，微米級顆粒堆積的間隙由亞微米級顆粒(硅灰)填充。早在1931年，Andressen就建立了堆積密度理論的數學模型。然而，直到上世紀七十年代末，在高效減水劑技術與產品性能大幅度提高的基礎上，采用該模型設計配制的第一代超高性能混凝土才在丹麥奧爾堡Cement og Beton Laboratiet(水泥與混凝土試驗室)誕生，稱作CRC(Compact Reinforced Composite，密實增強復合材料)。CRC與目前的UHPC達到基本相同的力學性能，最高抗壓強度超過400MPa，使用燒結鋁礬土作骨料，同時使用鋼纖維提高材料的韌性，所以稱作“復合材料”。受到當時高效減水劑性能的限制，CRC或早期UHPC比較粘滯，振搗密實較困難，還不便于現澆應用。上世紀九十年代，歐洲開展了合作研究項目，世界各地也廣泛開展相關研究，這種材料獲得一個新名稱“
活性粉末混凝土，簡稱RPC”。“超高性能混凝土UHPC”的名稱形成于本世紀，因為與早期的CRC或RPC相比，隨著設計理論的完善、超高效減水劑(聚羧酸系)問世和配制技術的進步，這種材料已具備了普通混凝土的施工性能，甚至可以實現自密實，可以常溫養護，已經具備廣泛應用的條件。
UHPC與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，必須使用硅灰和纖維(鋼纖維或復合
有機纖維)，水泥用量較大，水膠比很低。UHPC的組成見表2。
表2：超高性能混凝土UHPC（鋼纖維）基本組成
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kg/m3
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重量百分含量%
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水泥
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700-1010
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27.0-38.0
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硅灰
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230-320
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8.5-9.5
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磨細石英砂
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0-230
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0.0-8.0
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細砂
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760-1050
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39.0-41.0
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金屬纖維
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150-190
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5.5-8.0
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高效減水劑
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15-25
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0.5-1.0
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水
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155-210
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5.5-8.0
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水/膠凝材料比
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0.14-0.27
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--
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UHPC堪稱耐久性最好的工程材料，適當配筋的UHPC力學性能接近鋼結構，同時UHPC具有優良的耐磨、抗爆性能。因此，UHPC特別適合用于大跨徑橋梁、抗爆結構(軍事工程、銀行金庫等)和薄壁結構，以及用在高磨蝕、高腐蝕環境。目前，UHPC已經在一些實際工程中應用，如大跨徑人行天橋、公路鐵路橋梁(實例見表3)、薄壁筒倉、核廢料罐、鋼索錨固加強板、ATM機保護殼，等等。可以預計，還會有越來越多的應用。
表3：法國第一座UHPC（鋼纖維）公路橋梁混凝土組成和性能
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組成材料
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kg/m3
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性能
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水泥
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1114
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坍落流動度
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630～640 mm
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硅灰
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169
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28d 特征抗壓強度(fck)
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175 MPa
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0-6mm骨料
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1072
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28d 特征抗拉強度(ftk)
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8 MPa
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纖維： 0.3mm直徑x20mm長
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234
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28d 特征裂后抗拉強度
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9.1 MPa
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高效減水劑
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40
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彈性模量
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64 GPa
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水
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209
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比重
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2800 kg/m
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水/膠凝材料比
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0.19
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