上世紀90年代，UHPC作為一種先進材料問世，但其應用因價格昂貴、自收縮過大和缺乏專門設計與施工規范或規程而受限。人們不得不等到2000年才看到歐洲、美國和亞洲等地通過材料改進克服了諸多不足。這些改進可以實現材料降價，激發對施工規范或指南以及UHPC在結構中應用相關的技術研究。這也啟動了UHPC在實際結構中的應用，并加快了技術發展的速度。
UHPC的最新進展
研發現狀
“UHPC”自1994年首次出現并被定義成抗壓強度高于150MPa的混凝土以來，作為下一代混凝土，它引發了人們濃厚的興趣，并成為了研發的主題。UHPC現已廣泛應用于建筑物、道路與人行橋以及其他結構中。在法國、德國、捷克等歐洲國家，日本、中國、韓國等亞洲國家以及北美地區，混凝土的研發工作正如火如荼地加以推進。
上世紀70年代，在業界不斷努力攻克混凝土的不足（如抗拉強度極低、韌性低和能量吸收能力差）之后，通過添加鋼纖維使材料具有超高強度和高韌性，從而成功開發出超高性能混凝土。UHPC在數十年中得以發展。有實驗室采用特定制造工藝（如真空攪拌、高壓/熱固）開發出了抗壓強度為230MPa和510MPa的超高強度混凝土。但在當時，由于制造方法復雜和技術限制等因素，這些混凝土并無市場可尋，但可稱為對UHPC開發的首次嘗試。
上世紀80年代早期，聚合物的添加和極低水-粘料比的采用誕生了無宏觀缺陷（MDF）水泥，其抗壓強度超過200 MPa。然而，由于制造過程復雜、材料成本高等緣故，MDF 水泥的應用情況并不樂觀。此后，UHPC研發中開始使用強塑劑、硅粉和鋼纖維，但由于無法找到合適的混合物成分解決流動性問題，研發工作無法延伸到施工現場。隨后又開發出了致密微粒（DSP），作為采用高二氧化硅（SiO2） 含量的硅粉制造超高強度混凝土的新方法。在此之后，通過添加鋼纖維，提高混凝土的彎拉強度和抗拉強度，相繼開發出砂漿滲澆鋼纖維混凝土（SIFCON）和密筋混凝土（CRC）。
1994年，de Larrard首次引入術語“UHPC”。1995年， Pierer和Marcel開發出抗壓強度為200-800MPa的活性粉末混凝土（RPC）。如今被公認為UHPC開發重大里程碑的RPC， 采用了超高強度鋼纖維增強砂漿、熱固/高溫固化和基于最佳微填料理論的配合比設計，使得混凝土具有從前無法實現的出色流動性。
上世紀90年代末，在RPC技術基礎之上，首款商業化超高性能混凝土Ductal 問世。隨后，埃法日集團聯合SIKA公司開發出了BSI/Ceracem?。盡管加拿大成功修建了Sherbrooke大橋（首個RPC結構，建于1997年），但由于材料成本較高并且要求高溫固化，RPC在實際結構施工中的廣泛應用仍受到了阻礙。
2000年，我們見證了全球各個國家UHPC開發的起步。礦物粘料和強塑劑的應用所取得的進步，使得UHPC的制造和生產都變得極為容易。從那之后，各個國家都在積極開展研究工作，改善材料性能（如抗壓強度、抗拉強度、收縮、蠕變等）和UHPC的耐久性。特別指出的是，為通過尋求材料成分（如：飛灰、礦渣、硅粉、鋼纖維等）優化解決方案和固化方式來降低UHPC制造成本，進行了各種嘗試。在UHPC材料特性方面，Stiel et al. 于2004年根據纖維取向，研究了力學性質變化，Acker在2004年研究了混凝土的蠕變和收縮特性。到目前為止，法國、德國、日本、澳大利亞、美國和韓國還進行了各種分析研究和實驗研究， 弄清彎曲特性、抗拉性能、抗剪性能、粘結性能和扭轉特性等UHPC結構性能。2001年，美國聯邦公路局（FHWA） 開始研究公路基礎設施中應用UHPC的可行性，并且自2002 年起，聯合運輸部開展深入調研。2002年，法國發布首條建議，包括UHPC的物理性質、耐久性和在結構應用中所需的設計指南。2006年，日本也發布了超高強度纖維增強型混凝土（UHFRC）設計與施工建議草案。2005～2012年，德國投入1200萬歐元（由德國科學基金會資助），用于由20 家研究院牽頭的34個研究項目中，制定可靠的UHPC相關規范和標準。而在韓國，自2002年起，KICT完成了“橋200” 和“超級橋200”項目，并成功實現180-MPa級超級混凝土（K-UHPC）的商業化。作為后續項目，KICT將聯合學術界以及設計和建筑企業，在2013到2018年間實施“2020超級結構”項目，項目公募與私募基金為340億韓元，用于開發可現場澆筑和車間預制的、抗壓強度為80-180MPa的低成本、耐久、優質混凝土。
2010年之后，人們開始關注碳納米纖維、納米二氧化硅和石墨烯等納米材料。UHPC領域采用納米技術，有望改善UHPC性能和進一步解決材料收縮等問題。截至2016 年3月，全球共建有88座UHPC橋（70座道路橋和18座人行橋），另外還有30座UHPC新橋正在建設中。如今，UHPC是國際公認的下一代混凝土，并且在力圖實現耐久性和降低成本等性能改善的各種研發工作的支持下，應用于各種施工現場。
規程現狀
上世紀90年代，自法國成功研發出UHPC之后，所有國家都在不斷努力制定必要的UHPC應用設計規程。UHPC設計規程最鮮明的特征在于，利用常規混凝土中忽略的抗拉特性（圖2）,突破僅利用抗壓強度高于150MPa這一局限。設計規程中聲明的抗拉特性不僅僅考慮采用鋼纖維，使UHPC 抗拉強度超過8MPa，還得涉及UHPC的高韌性，使其在開裂后仍能承受一定的拉力。還要強調的是，根據鋼纖維含量，UHPC也可體現出硬化特性，而不僅僅是軟化特性。
設計中考慮拉力，在有效的UHPC結構設計中發揮著決定性的作用。考慮UHPC抗拉強度的橫斷面不僅要變得纖細，還需體現出抗拉鋼筋、抗剪鋼筋和抗扭鋼筋量的急劇減少。尤其是主要承受剪力的腹板甚至能在無抗剪鋼筋的情況下，體現其韌性。此時，保證其基礎保護層厚度則將變得無足輕重了。這樣不僅能夠使混凝土橫斷面變得纖細，還能使施工變得簡單。考慮到混凝土橋面直接承受的是輪載，而且重量約為橋梁總重量的40%，橋面采用UHPC 則可使其重量降低30%-40%，并且減少鋼筋用量，簡化施工過程。按此方法實現的上部結構重量減輕反之也會減小地基的尺寸，或者能夠加長跨度。
UHPC設計規程制定的過程中，體現出的另一鮮明特征是，即使各國存在一定的差異，但其發展通常要經歷兩個階段。具體而言，第一階段僅以小規模結構和專項研發中材料應用所提供的經驗反饋為基礎。而第二階段是將UHPC 用作一般建筑材料，添加應用了國家混凝土設計規程中具有UHPC性能的配料。
法國于2002年發布的《超高性能纖維增強型混凝土臨時建議》是首個設計規程，主要依據為Ductal 在小橋和其他結構中的應用經驗。在此之后，法國根據不斷的研究和在新型橋梁與建筑物中的現場應用UHPC特性、耐火性、耐久性和可持續發展相關的成分的調整，以及結合國家設計規程與歐洲規范，于2013年發布修訂版建議。
2004年，在德國舉辦的第一屆UHPC研討會上介紹了大量的UHPC研究成果。此外，在德國科學基金會（DFG）的資助下，德國還在2008至2014年間系統地開展了一項稱之為“SSP 1182”的綜合項目。這項由卡塞爾大學牽頭的項目已成功開發出多種超高性能混凝土，并對其力學特性和在結構中的應用展開深入研究。據研究結果表明，德國當前正在結合以前的設計規范和歐洲規范，編制UHPC設計規程。
由歐洲國家所領導的國際結構與混凝土聯合會（FIB） 還成立了4.2工作組，主要針對超高性能纖維增強型混凝土，現正在檢驗研究成果，制定設計規范。
在日本土木工程師學會的領導下，日本已經展開對Ductal 力學特性的研究，并在2004年成功發布《UHPFRC設計與施工建議》（暫定）。這些建議成功地應用到了羽田機場跑道的擴建工程中，這是迄今為止最大規模的UHPC應用。
韓國則通過KICT，自2002年著手開發早期的UHPC，于2006年制成材料（K-UHPC）后，KICT根據系統的實驗研究和理論研究，在2008年制定了《K-UHPC設計指南》（暫定）。隨后通過K-UHPC橋梁的設計與修建，對指南規定進行了增補，并在韓國混凝土協會（KCI）的協助下，于2012 年發布《K-UHPC設計指南》。KICT運用《K-UHPC設計指南》完成了韓國、緬甸和美國愛荷華州7座K-UHPC橋的設計，其中6座已經建成，另外1座還在修建中。位于韓國樂高樂園入口處、將于2017年竣工的第一座UHPC斜拉路橋的設計應用也參照了這些指南。
自2000年開始，美國公路局就已開始研究Ductal 的應用，如何修建小型橋或者加快橋梁連接件的構筑。2015 年，美國混凝土協會（ACI）成立了專注于UHPC的ACI239C 委員會，負責編制《UHPC設計指南》。同時，制定與UHPC 制造與材料測試相關的ASTM標準的工作正在進行之中。除此之外，美國還通過FHWA對可能應用的各種超高性能混凝土展開性能評估研究。2015年，加拿大標準協會（CSA）也成立了UHPC工作組，負責編制設計規程。瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）也已發布了《SIA 2052 UHPFRC瑞士標準》設計規范，其中包括國家設計規程中的UHPC研究成果。
上世紀90年代末，中國引入UHPC之后，也在不斷開展相關的研究工作并加以應用，為2015年頒布《活性粉末混凝土》設計規程打下了基礎。該規程中明確了UHPC的定義、制造方法、測試方法和質量控制。
上世紀90年代起，全球開始集中制定UHPC設計規程。除了聚焦抗壓強度的應用外，制定好的UHPC設計規程還會使用傳統混凝土中被忽略的抗拉強度。初版UHPC設計規程是專為UHPC而制定的。此后在設計規程的制定過程中，將UHPC用作一般建筑材料，在國家混凝土設計規程中，添加允許使用UHPC性能的條款。通過這些努力，有望在不久的將來，將UHPC納入諸如歐洲規范和ACI的重要結構設計規范及混凝土設計規程中。如今，UHPC不再是無人問津的尚在開發中的建筑材料，而是已經成為可以隨時使用的知名的建筑材料。
UHPC在橋梁中的應用
歐洲
法國是第一個將U H P C成功商業化的國家，也是于2001年第一個修建UHPC路橋的國家。兩座簡支橋梁構成了Bourg-Les-Valence跨線橋，采用長分別為20.5 m和22.5 m 的π型梁。這些UHPC梁分5段預制而成，然后運至現場進行安裝，橋面采用現場澆筑常規混凝土制作。此外，法國的橋梁數據庫中又新增了7座UHPC橋。
德國在開展UHPC研究工作的同時，修建了5座UHPC橋。其中，2007年竣工的卡塞爾Gaertnerplatz 橋作為主跨長36 m、總長132m的6跨連續桁架橋梁而聞名。橋梁采用UHPC- 鋼混合結構，連接鋼制斜構件和UHPC上弦桿。
第一座采用U H P C 拱肋的路橋， 維爾德橋（ W i l d Bridge）于2010年在澳大利亞落成。拱肋總長69m，由5個長度小于16m的直構件組成，橫斷面為矩形鏤空斷面，厚度為60mm，并采用體外預應力加固。
elákovice人行橋，雙橋塔斜拉橋，主跨長156m，總長242m，于2014年在捷克落成。該人行橋寬3.0m，除行人荷載之外，還可承受35KN貨車負荷。橋梁采用當地材料， 并且以1.5%的容積率摻入鋼纖維。鑒于所采用的材料，設計強度預計可以達到110MPa，但實際強度高達130MPa，略低于其他國家所用材料的強度。正因如此，修建這座人行橋的成本相對較低，只花費150萬歐元。除上述橋梁之外， 將UHPC應用于橋梁維修、加固或路面、橋面板等個別構件也是將來增長的趨勢。特別是在路面采用UHPC，可以省略防水工程，因為UHPC路面不存在宏觀裂紋，能夠有效防止水和氯化物滲入。此外，鑒于材料產生的加固效果，UHPC 也適用于現有路面的維護和維修。
北美
Sherbrooke大橋是全球第一座UHPC人行橋，于1997年在加拿大魁北克落成。該橋采用了法國開發的材料，寬3.3 m，橋面厚度為30mm，跨長60m。橋面通過橫向預加應力。六段10m長混凝土段的建造耗費了2個月，而橋梁僅在兩周內就竣工了。
北美地區直到2006年才建成第一座UHPC路橋。該橋便是美國愛荷華州的33.5m單跨的火星山橋（Mars Hill Bridge）。兩年后的2008年，愛荷華州又修建了Jakway公園橋。該橋采用與橋面融合在一起的π型梁，梁深838mm，跨長15.2m，寬7.6m。此外，來自愛荷華州立大學的一個研究團隊，在2011年開發出了UHPC華夫橋面，并在次年將其安裝在了瓦佩洛郡內的一座替代橋梁上。需要注意的是，華夫橋面厚度僅為64mm。
除橋梁上部結構之外，北美還存在許多在預制構件連接件中應用UHPC的例子，并且，使用UHPC來加快施工進度也成為了日益增長的趨勢。
亞洲
日本在2002年建成第一座UHPC橋, 即酒田-未來大橋之后，又修建了20多座橋。50m人行橋的腹板上設置了大徑鉆孔，用來減小恒定載荷、改善橋梁外觀。2005年建成的堀越公路C匝道橋是日本第一座UHPC公路橋。Kayogawa橋是第一座UHPC鐵路橋。該橋跨長必須加長1.65倍，但同時需要保留之前橋梁的垂直凈空，可在發生洪災時控制水流截面。而采用UHPC則可解決該問題。
馬來西亞杜拉科技公司（Dura Technology）實現了UHPC 的商業化，并且保持著50座竣工UHPC橋和30座在建橋梁的紀錄。竣工橋梁中，有48座路橋，這些路橋中，有一座跨長100m的分段式箱梁橋，該分段式箱梁橋分40段，每段寬5.0m，梁深4.0m，梁長2.5m，為全球此類橋梁中最長者。
最近，中國修建了一座總長70.8m的三跨UHPC人行橋。鑒于拱肋采用UHPC，具有一定的優勢，中國工程師也在嘗試設計跨長160m、420m和600m的拱橋。據說420m的橋可以實現1∶5的矢跨比。
2002年，在法國的幫助下，韓國建成和平橋（Peace Bridge），一座連接仙游島和首爾漢江南岸的人行橋。2008 年，KICT采用自主開發的材料修建了一座人行橋。該橋的特殊之處在于，它是第一座UHPC斜拉橋。2012年還修建了兩座小型UHPC路橋。2015年，緬甸仰光-曼德勒高速公路擴建和愛荷華州的一座橋都采用了K-UHPC，并用當地產品代替部分材料。同年，在通往樂高樂園主題公園的道路中，某個路段選用了一條UHPC斜拉橋，它位于韓國江原道，目前尚在建設之中（圖3）。該橋為單塔斜拉橋，總長200m，寬29.5m，預計于2017年竣工。一旦竣工，該橋將成為全球第一座UHPC斜拉公路橋，也是最長的UHPC公路橋。
韓國UHPC斜拉橋
“2020超級結構”研究小組
“2020超級結構”是一項綜合性研究計劃，從80- 180MPa抗壓強度混凝土材料的開發、專用設計指南的編制，到應用所謂先進材料的技術開發。該計劃于2013年12 月正式啟動，預計2018年8月結束，總資金額為2900萬美元，其中2000萬美元由政府資助。
該計劃分3個核心項目。第一個核心項目的重點是，開發可用于各種施工環境且經濟有效的混凝土。這些混凝土包括：無鋼纖維高強度混凝土，其抗拉強度在80-120MPa之間，以及抗拉強度120-180MPa的鋼纖維（超）高強度混凝土。該計劃將這些混凝土統稱為超級混凝土。第二個核心項目旨在編制先進材料設計規程。為此，需進行材料和結構性能試驗，推動經濟有效的設計方法。這也意味著，制定設計規程是為了實現先進材料的經濟及有效的應用。第三個核心項目旨在為第一個核心項目所開發材料的結構性應用進行技術的開發。設想結構包括斜拉橋和長跨橋上部結構、風力渦輪塔架、浮動結構以及建筑結構與裝飾藝術品。項目的目標是，相較于以前的結構，保證至少10%的經濟效率。在計劃的現階段，部分目標已經實現。
此項研究計劃同時還要開發材料以及其結構性應用技術。與以前的研發工作相比，該計劃的獨創性在于側重經濟效率這一目標。在分別開發材料及其結構性應用技術的傳統框架內，系統地實現這一目標相當困難。并且，該計劃選擇的當前框架體系可使上述兩個方面（材料及其結構性應用技術）提供互通，相信可以實現更高的經濟效率。
此項研究計劃將為UHPC的經濟開發提供解決方案，并通過從根本上削減制造成本，促進廣泛的應用領域中新的商業機會，進一步擴大UHPC的應用范圍。
不管迄今技術發展如何先進，仍然存在許多亟需解決的問題。例如，進一步降低材料價格，同時保證材料性能不變，為材料成分、混合比、制造、施工、設計與維護等項建立可靠的規范和指南，以及探索在實際結構中的廣泛應用并保證經濟效率等等。不論國家經濟發展水平如何， 當前與設施投標相關的主要關鍵詞是耐久性高、壽命長、維修量小、美觀和施工進度加快。毋庸置疑，UHPC正是滿足所有關鍵詞的建筑材料。UHPC既是現行技術，也是未來技術發展的趨勢。
