火灾高温和冻融循环会降低结构混凝土的强度和耐久性,影响建筑物的安全性和使用寿命。超高性能混凝土（UHPC）是一种具有新本构关系和结构寿命的水泥基工程材料,具备“超高强”、“高韧性”和“高耐久性”等优良性能特征。目前,在国防工程、核工业、海洋工程、防护工程、交通工程、桥梁工程以及建筑工程中有显著的应用优势和良好的应用前景。以UHPC道路桥梁和UHPC外墙板为例,在其使用过程中可能会受到火灾高温和冻融循环的复合作用。为此,通过对432个UHPC试件,进行高温和冻融试验,系统研究了UHPC材料经受单一高温、高温和冻融复合作用后的强度退化规律和抗冻耐久性能。研究结果可为受火灾高温和冻融循环作用的UHPC结构的安全性与耐久性评估提供技术支持,具有一定的现实理论意义和工程应用价值。主要的研究内容和结果如下:（1）从经济性和实用性的角度,用剔除粒径大于5mm组分的天然河砂代替石英砂,自行设计3种钢纤维掺量的UHPC配合比,并考察养护方式与钢纤维掺量对UHPC试件抗压强度、抗折强度和高温爆裂情况的影响。试验结果表明:热水加干热的组合养护方式,可以有效地提高UHPC的抗压强度,较标准养护试件抗压强度增加了36.6%;当钢纤维掺量为2.0%和2.5%时,组合养护后UHPC试件的立方体抗压强度分别达到127.4MPa和136.3MPa。同时,经核算本试验制备的H-2.0型UHPC,在强度达到120MPa,材料成本约为2000元/m~3,具有较好的经济性。（2）设计制作3种钢纤维体积掺量的UHPC试件144个,进行不同温度（200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃）的高温试验,考察试件的破坏形态、残余抗压强度、残余抗折强度和质量损失,研究了UHPC经历不同高温环境作用后的强度变化规律和质量损失特征。试验结果表明:随着温度的升高,UHPC试件的抗压和抗折强度均先增加后降低;钢纤维掺量为1.5%的UHPC在经历400℃的高温后抗压强度低于初始值,而钢纤维掺量为2.0%和2.5%的UHPC经历500℃高温后抗压强度仍高于初始强度3.0%和8.7%。与抗压强度相比,UHPC试件的抗折强度和延性受钢纤维掺量和高温的影响更大,500℃高温之后钢纤维掺量为1.5%、2.0%和2.5%的UHPC试件的抗折强度分别较初始值降低了54.5%、34.4%和34.2%。根据试验数据,拟合出UHPC试件抗压强度和抗折强度随高温温度的计算公式。（3）在高温试验的基础上,设计制作3种钢纤维体积掺量的UHPC试件288个,进行不同高温温度和冻融循环次数组合的高温-冻融复合试验,并测定试件的破坏形态、残余抗压强度、残余抗折强度和质量损失等,研究了高温和冻融复合作用下UHPC试件的强度、质量变化规律。试验结果表明:冻融循环会使UHPC试件的抗压强度和抗折强度持续降低,但几乎不会造成UHPC试件的质量变化;而经历高温的UHPC试件在冻融后的抗压强度和抗折强度均有所下降,且钢纤维掺量越少、经历高温温度越高冻融后的抗压强度和抗折强度下降得越明显。钢纤维掺量为1.5%、2.0%和2.5%的UHPC试件在经历500℃高温和300次冻融循环后仍能保持初始抗压强度的68.7%、90.1%和91.3%,且抗折强度保持初始抗折强度的39.1%、58.7%和58.8%。根据试验数据,拟合出经历不同高温温度后UHPC试件抗压强度和抗折强度随冻融循环次数的计算公式。（4）在上述试验基础上,对3种不同钢纤维掺量的UHPC试件的试验结果进行对比分析。结果表明:钢纤维掺量为2.0%和2.5%的UHPC试件在500℃高温和300次冻融循环试验后质量损失不超过5%、抗压强度损失不超过25%,满足F300抗冻等级要求。其中钢纤维掺量为2.0%的UHPC试件在保证优异力学性能和耐久性的同时也具有较低的生产成本,具有更高的应用价值。