超高性能混凝土，简称UHPC(Ultra-High Performance Concrete)，也称作活性粉末混凝土(RPC，Reactive Powder Concrete)，是过去三十年中最具创新性的水泥基工程材料，实现工程材料性能的大跨越。“超高性能混凝土”包含两个方面‘超高’——具有超高的耐久性和超高的力学性能（抗压、抗拉以及高韧性）。
日前，上海建工二建集团联合上海理工大学、河南工业大学等产学研合作攻关，将超高性能混凝土UHPC具有直锚、短连接的优良性能应用于预制构件的连接，研发了国内首创基于超高性能混凝土连接的装配式结构新型体系PCUS，创新、丰富、发展了装配式结构体系设计理论和施工关键技术。
工程应用
1.金山海悦瀜庭
该项目位于上海市金山区，拟建建筑物为住宅小区，土地总面积71671.60㎡，地上建筑面积114674.56 ㎡，地下建筑面积71284.60 ㎡。本工程30号楼采用装配整体式框架结构，单体预制率为≥45%，预制构件范围为:1层~2层，主要构件类型为预制柱、预制梁、预制板，其中部分梁梁连接采用UHPC高强灌浆料。
该工程应用“梁柱构件预制＋节点预制＋后浇UHPC材料连接”新型预制装配式钢筋混凝土框架结构体系。该体系亦由预制梁、预制柱和预制楼板组成，但与传统体系不同，新型体系梁柱节点和柱节点使用基于UHPC材料的后浇节点。预制梁和预制柱通过节点拼接成整体框架，具有形式灵活、施工高效、结构可靠的特点。
1）梁梁节点设计
梁与十字梁节点钢筋使用搭接连接的方式，连接的搭接长度为10d，浇筑材料使用UHPC，以保证装配式节点与现浇节点具有相当的抗震能力。预制钢筋混凝土柱在节点区域应预留一定长度的悬臂梁，再与钢筋混凝土预制梁进行现浇UHPC连接。这样可以使节点在受力破坏时首先在梁端形成塑性铰，符合“强节点、弱构件”的设计思路。
2）梁柱节点设计
框架梁柱节点位置，底部预制柱纵筋采用套筒灌浆连接，在预制梁柱节点区域，预制柱内纵筋穿过预制梁柱节点预留的螺纹对穿孔后，注浆封闭，与上层预制柱采用UHPC作为后浇段浇筑材料。钢筋使用搭接连接的方式，搭接长度为10d。柱纵筋直径均为25，选用螺纹孔直径为40mm。
3）柱柱节点设计
框架通过预埋在2层柱子里的10号工字钢支撑在1层柱子上，完成竖直方向的定位；同时靠两侧斜撑杆件支撑柱体，完成水平方向的定位。通过预埋在预制柱里直径50的灌浆孔进行UHPC的灌浆，形成整体。
在30号楼这一栋楼中，运用这套体系共节约39%的成本，折合金额约2.52万元。不仅节约了用传统钢管扣件的租赁费，运输费、灌浆套筒材料人工费等，也提高了连接质量，降低套筒连接产生的质量问题，减少不合格产品维修改费用，整体提高工程质量。
上海建工二建集团副总工程师兼装配创新研究所所长马跃强介绍：传统的装配式施工采用套装灌筒连接，灌浆难度大，套筒密实度检测难，成本高，节点施工质量难以保证。在使用预制装配框架新体系后，一个1000平米的标准层建设，从此前的10-12天工期，可以减少到5天就能完成。
2.白龙港污水处理厂
白龙港污水处理厂是亚洲最大的污水处理厂，也是世界最大的污水处理厂之一。本工程在B2施工分区内采用B1层板预制，B1层柱预制，B0层梁节点预制+叠合板的高预制率的施工方案。B1层板采用预制板，B1层至B0层间的局部柱采用预制柱，B0板采用预制节点+预制板的高预制率装配式施工方案。
本工程采取二维预制节点与节点间现浇的模式施工，二维预制节点的预制段长度为该梁段跨距的L/3，本工程预制节点长度约为1800mm～2400mm，宽度1000mm～1800mm，重量约为1.8t～3.0t。预制节点预留钢筋接驳器，现浇段钢筋通过预留接驳器与预制节点连接，两侧钢筋在现浇段内以搭接形式连接。
新型装配式框架结构连接模式
钢筋用量减少70%左右，工作效率提升30%以上
这套装配式结构新体系解决了原本装配式施工中预制节点强度、效果不可控的困难。团队研制出两种新型装配式框架结构连接模式：“梁柱构件预制+节点后浇超高性能混凝土材料” 和“梁柱构件预制+节点预制+后浇超高性能混凝土材料连接”。这两种模式可适用于任意直径的钢筋连接，无需使用套筒，可实现无支撑施工。施工非常简单，但同时又能保证施工质量。
“梁柱构件预制+节点后浇UHPC材料”
“梁柱构件预制+节点预制+后浇UHPC材料连接”
它们拼接灵活方便，拆卸容易，安装速度快，工作效率提升30%以上，可翻转使用300次以上，节省材料10%，节省劳动力20%以上。
这种预制框架结构连接在保证性能达标的同时，能使后浇连接处直锚和短连接的钢筋用量减少70%左右，解决了传统搭接工艺因节点处钢筋分布过密而导致混凝土浇筑施工困难的问题。
传统工艺节点处钢筋分布
降低现场钢筋绑扎工作量30%以上
团队研发了预制混凝土构件高效连接施工工艺，包括发明了预制混凝土墙体水平及竖向快速连接节点施工成套工艺。研发了预制混凝土墙板剪力墙构件水平向连接新型构造及其施工方法，省去了现场预制混凝土墙板暗柱钢筋的绑扎工序，降低现场钢筋绑扎工作量30%以上。
团队研发了预制墙柱一段式钢筋连接结构及施工方法，减少了50%的连接工作量。研发了保证节点后浇段浇筑质量的施工工艺措施，形成一套适合于新型体系中各类节点后浇段浇筑施工工艺。结合压力注浆技术，解决了装配式节点注浆不密实以及材料收缩的问题，实现了对节点浇筑质量的有效控制。
强度堪比金属的超高性能混凝土
项目团队研发了强度堪比金属的混凝土——UHPC，这项成果填补了国内在高强钢筋连接技术上的空白。经过试验发现，当连接点钢筋临界锚固长度是钢筋直径的4倍、钢筋搭接长度为钢筋直径的10倍时，这项技术完成的各个节点连接的力学性能均达到标准，等同现浇构件。通过这几项数据，施工中可以减少工时和钢筋材料。
PCUS体系低轴反复试验
钢筋与UHPC粘结性能试验
梁受弯性能试验
柱抗震性能试验
梁柱节点抗震性能试验
目前，这套装配式结构新体系（PCUS）已授权核心发明专利3项，实用新型专利10项，发表学术论文8篇，新型体系安全可靠，具有进一步研究和推广的价值，新体系有利于促进超高性能混凝土的应用和装配式住宅的发展，有助于推动行业装配式建筑走向高质量、高效率发展。