超高性能混凝土作为一种新型水泥基建筑材料,具有非常突出的机械性能和耐久性能,并逐渐用于交通工程和建筑工程。然而在具体实践过程中发现,UHPC具有一个突出的问题,即胶凝材料用量很高,尤其是水泥作为高能耗工程材料,却有占比相当大的一部分在UHPC中作为未参加水化反应的惰性填料存在,这对工程和生态的经济效益都造成了严重的负面影响。但对胶凝材料进行替代调控后,又面临着无法满足UHPC基本性能的严峻现实。基于上述问题,本研究从生态经济效益成本出发,旨在通过惰性填料对水泥原材料进行替代,找出符合要求的最佳替代掺量,并进一步掺入不同种类纤维改善UHPC综合性能,提出不同纤维在超低水泥体系下的最佳有效利用率,从而对其在具体工程中的应用给予一定的帮助。本文主要采用了改进的A＆A模型进行颗粒紧密堆积进行替代配合比设计,并应用先进的测试分析技术,对实验结果和相关理论进行系统化深入探究,对超低水泥基体及基于此基体的纤维增强UHPC在工作性能、力学性能、耐久性能、微结构发展、高温性能等方面的表现进行综合评价。研究取得的结果如下:（1）为了有效降低胶凝材料用量,又不改变现有基本性能,故在改进的A＆A模型的基础上,调控惰性填料代替水泥的极限掺量,并进行性能评价。结果表明随着UHPC中所用胶凝材料含量的减少,其流动性可以逐渐提高,LP500相比较LP300提高了42.9%;其机械性能在开始时基本稳定,当添加的水泥熟料减少至约245 kg/m~3混凝土时UHPC力学性能急剧下降了26.9%。根据水化动力学分析和压汞测试,发现由于惰性填料的稀释作用,水化峰减少,生成的水化产物部分减少,增加了孔隙率。因此结合力学性能、耐久性能、微观结构发展等发现,在本研究的UHPC中水泥熟料的最低用量应约为280 kg/m~3混凝土（即水泥掺量69%）,与当前其他替代胶凝材料的UHPC相比,极限替代值提高了17%。（2）为了进一步提升胶凝材料极限掺量制备的UHPC的性能,分别加入钢纤维和共聚甲醛纤维并对两种纤维增强UHPC的力学性能、微观结构等进行研究。结果表明:随着钢纤维掺量不断增加,抗压强度、弯曲强度逐步递增,钢纤维的最大有效利用率配比是SF1.5%。钢纤维能与基体界面保持较好粘结强度,共聚甲醛纤维在单丝拉拔前期有较大应变,但过程中可保持完整拔出的破坏形式,具有良好的延展性。通过纳米压痕技术得出钢纤维-基体的界面过渡区硬度要高于共聚甲醛纤维-基体。结合两种纤维在超低水泥UHPC体系下不同的性能表征,建议使用的钢纤维体积掺量为1.5%,共聚甲醛纤维在延展韧性方面具有潜力,可以起到辅助钢纤维的作用。（3）为了充分发挥钢纤维和共聚甲醛纤维在超低水泥UHPC中的作用效果,在加入1.5%钢纤维的基础上,再掺入不同含量共聚甲醛纤维并对其产生的影响进行研究。结果发现当加入的共聚甲醛纤维含量达到2%时,由于对钢纤维三维分布产生影响,体积电阻急剧下降17.8%;当共聚甲醛纤维掺量为1%时,钢纤维搭接率最低,同时基体内部连接孔的占比最低,此时电化学性能相比而言较好。温度的升高对于不同掺量共聚甲醛纤维增强UHUPC的强度有提升作用,在500°C以下,SF-POM1%这一组的强度增长最高,达到了60%;在相同温度下,SF-POM2%这一组的质量损失率最高。（4）本文通过改进的颗粒堆积和分析验证,探索明确了胶凝材料极限掺量的可行性,得到水泥熟料的最低用量（280 kg/m~3混凝土）,以及传统钢纤维和新型共聚甲醛纤维耦合作用协同机理,为UHPC生态经济方面的进一步优化提供了一定的支撑。