超高性能混凝土，簡稱UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也稱作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是過去三十年中最具創新性的水泥基工程材料，實現工程材料性能的大跨越。「超高性能混凝土」包含兩個方面『超高』——具有超高的耐久性和超高的力學性能（抗壓、抗拉以及高韌性）。
日前，上海建工二建集團聯合上海理工大學、河南工業大學等產學研合作攻關，將超高性能混凝土UHPC具有直錨、短連接的優良性能應用於預製構件的連接，研發了國內首創基於超高性能混凝土連接的裝配式結構新型體系PCUS，創新、豐富、發展了裝配式結構體系設計理論和施工關鍵技術。
工程應用
1.金山海悅瀜庭
該項目位於上海市金山區，擬建建築物為住宅小區，土地總面積71671.60㎡，地上建築面積114674.56 ㎡，地下建築面積71284.60 ㎡。本工程30號樓採用裝配整體式框架結構，單體預製率為≥45%，預製構件範圍為:1層~2層，主要構件類型為預製柱、預製梁、預製板，其中部分梁梁連接採用UHPC高強灌漿料。
該工程應用「樑柱構件預製＋節點預製＋後澆UHPC材料連接」新型預製裝配式鋼筋混凝土框架結構體系。該體系亦由預製梁、預製柱和預製樓板組成，但與傳統體系不同，新型體系樑柱節點和柱節點使用基於UHPC材料的後澆節點。預製梁和預製柱通過節點拼接成整體框架，具有形式靈活、施工高效、結構可靠的特點。
1）梁梁節點設計
梁與十字梁節點鋼筋使用搭接連接的方式，連接的搭接長度為10d，澆築材料使用UHPC，以保證裝配式節點與現澆節點具有相當的抗震能力。預製鋼筋混凝土柱在節點區域應預留一定長度的懸臂樑，再與鋼筋混凝土預製梁進行現澆UHPC連接。這樣可以使節點在受力破壞時首先在梁端形成塑性鉸，符合「強節點、弱構件」的設計思路。
2）樑柱節點設計
框架樑柱節點位置，底部預製柱縱筋採用套筒灌漿連接，在預製樑柱節點區域，預製柱內縱筋穿過預製樑柱節點預留的螺紋對穿孔後，注漿封閉，與上層預製柱採用UHPC作為後澆段澆築材料。鋼筋使用搭接連接的方式，搭接長度為10d。柱縱筋直徑均為25，選用螺紋孔直徑為40mm。
3）柱柱節點設計
框架通過預埋在2層柱子裡的10號工字鋼支撐在1層柱子上，完成豎直方向的定位；同時靠兩側斜撐杆件支撐柱體，完成水平方向的定位。通過預埋在預製柱里直徑50的灌漿孔進行UHPC的灌漿，形成整體。
在30號樓這一棟樓中，運用這套體系共節約39%的成本，摺合金額約2.52萬元。不僅節約了用傳統鋼管扣件的租賃費，運輸費、灌漿套筒材料人工費等，也提高了連接質量，降低套筒連接產生的質量問題，減少不合格產品維修改費用，整體提高工程質量。
上海建工二建集團副總工程師兼裝配創新研究所所長馬躍強介紹：傳統的裝配式施工採用套裝灌筒連接，灌漿難度大，套筒密實度檢測難，成本高，節點施工質量難以保證。在使用預製裝配框架新體系後，一個1000平米的標準層建設，從此前的10-12天工期，可以減少到5天就能完成。
2.白龍港污水處理廠
白龍港污水處理廠是亞洲最大的污水處理廠，也是世界最大的污水處理廠之一。本工程在B2施工分區內採用B1層板預製，B1層柱預製，B0層梁節點預製+疊合板的高預製率的施工方案。B1層板採用預製板，B1層至B0層間的局部柱採用預製柱，B0板採用預製節點+預製板的高預製率裝配式施工方案。
本工程採取二維預製節點與節點間現澆的模式施工，二維預製節點的預製段長度為該梁段跨距的L/3，本工程預製節點長度約為1800mm～2400mm，寬度1000mm～1800mm，重量約為1.8t～3.0t。預製節點預留鋼筋接駁器，現澆段鋼筋通過預留接駁器與預製節點連接，兩側鋼筋在現澆段內以搭接形式連接。
新型裝配式框架結構連接模式
鋼筋用量減少70%左右，工作效率提升30%以上
這套裝配式結構新體系解決了原本裝配式施工中預製節點強度、效果不可控的困難。團隊研製出兩種新型裝配式框架結構連接模式：「樑柱構件預製+節點後澆超高性能混凝土材料」 和「樑柱構件預製+節點預製+後澆超高性能混凝土材料連接」。這兩種模式可適用於任意直徑的鋼筋連接，無需使用套筒，可實現無支撐施工。施工非常簡單，但同時又能保證施工質量。
「樑柱構件預製+節點後澆UHPC材料」
「樑柱構件預製+節點預製+後澆UHPC材料連接」
它們拼接靈活方便，拆卸容易，安裝速度快，工作效率提升30%以上，可翻轉使用300次以上，節省材料10%，節省勞動力20%以上。
這種預製框架結構連接在保證性能達標的同時，能使後澆連接處直錨和短連接的鋼筋用量減少70%左右，解決了傳統搭接工藝因節點處鋼筋分布過密而導致混凝土澆築施工困難的問題。
傳統工藝節點處鋼筋分布
降低現場鋼筋綁紮工作量30%以上
團隊研發了預製混凝土構件高效連接施工工藝，包括發明了預製混凝土牆體水平及豎向快速連接節點施工成套工藝。研發了預製混凝土牆板剪力牆構件水平向連接新型構造及其施工方法，省去了現場預製混凝土牆板暗柱鋼筋的綁紮工序，降低現場鋼筋綁紮工作量30%以上。
團隊研發了預製牆柱一段式鋼筋連接結構及施工方法，減少了50%的連接工作量。研發了保證節點後澆段澆築質量的施工工藝措施，形成一套適合於新型體系中各類節點後澆段澆築施工工藝。結合壓力注漿技術，解決了裝配式節點注漿不密實以及材料收縮的問題，實現了對節點澆築質量的有效控制。
強度堪比金屬的超高性能混凝土
項目團隊研發了強度堪比金屬的混凝土——UHPC，這項成果填補了國內在高強鋼筋連接技術上的空白。經過試驗發現，當連接點鋼筋臨界錨固長度是鋼筋直徑的4倍、鋼筋搭接長度為鋼筋直徑的10倍時，這項技術完成的各個節點連接的力學性能均達到標準，等同現澆構件。通過這幾項數據，施工中可以減少工時和鋼筋材料。
PCUS體系低軸反覆試驗
鋼筋與UHPC粘結性能試驗
梁受彎性能試驗
柱抗震性能試驗
樑柱節點抗震性能試驗
目前，這套裝配式結構新體系（PCUS）已授權核心發明專利3項，實用新型專利10項，發表學術論文8篇，新型體系安全可靠，具有進一步研究和推廣的價值，新體系有利於促進超高性能混凝土的應用和裝配式住宅的發展，有助於推動行業裝配式建築走向高質量、高效率發展。