近些年来,3D打印混凝土由于设计自由度大,建造效率高以及节能环保等优点,已成为建造领域国内外学者研究的热点内容。但是3D打印若使用传统混凝土材料则存在强度低、韧性差等缺陷,使3D打印混凝土技术的发展面临一个巨大的挑战。基于紧密堆积理论的超高性能混凝土（UHPC）具有良好的力学性能和耐久性能,其中的钢纤维可以有效提高其韧性,因此,研究制备能够满足3D打印施工要求的UHPC具有非常重要的现实意义。研究确定了3D打印超高性能混凝土的基准配合比。通过测定混合体系标准稠度和最小基本需水量,分析得到UHPC胶凝材料粉体混合体系的最佳配比为水泥∶粉煤灰∶矿粉∶硅灰∶石膏=0.65∶0.1∶0.1∶0.1∶0.05。运用正交试验,研究矿物掺合料、配比参数及外加剂对UHPC流动性能和力学性能的影响,并通过极差分析得到UHPC基准配合比。研究结果表明在矿物掺合料中硅灰对UHPC流动性能和力学性能的积极影响最为显著,钢纤维在早期强度和后期强度中都占有主导作用。为了配制具有早期强度高的3D打印超高性能混凝土,以满足3D打印技术对连续打印的需求,使用硫铝酸盐水泥替代部分硅酸盐水泥,研究不同取代量对UHPC凝结时间、力学性能和流动性能的影响。研究结果表明硫铝酸盐水泥对硅酸盐水泥的最佳替代量为20%。最优配合比下UHPC性能测试得到:跳桌流动度为197 mm;初凝时间为23min;3 h、28 d抗压强度分别为20.08 MPa、149.35 MPa;3 h、28 d抗折强度分别为6.5MPa、29.78 MPa,表明UHPC强度稳定发展,流动度及初凝时间也能满足3D打印的要求。针对3D打印技术的工艺特性,研究最优配合比下层间间隔时间及环境温度对UHPC力学性能的影响,结果表明:随着层间间隔时间的增加,试件的28 d抗压、抗折和粘结强度都有明显降低,间隔时间在5～15 min时UHPC的新鲜度和粘结强度达到最佳平衡状态;环境温度对超高性能混凝土的早期内部微观结构影响较大,温度升高有利于胶凝材料水化的进行,改善了凝胶体与骨料界面的完整性,使得试件早期抗压强度有所提高。在相同的环境温度下,掺加钢纤维未能明显改变超高性能混凝土的微观形貌,说明掺加钢纤维提高混凝土的抗折强度和抗压强度主要是因为钢纤维发挥的物理作用。通过冻融循环试验测试3D打印UHPC的抗冻性能,结果表明冻融循环对试件表观及质量影响不大,3D打印试件抵抗冻融循环的能力略逊于浇筑试件,整体相差不大;通过扫描电镜分析了成型方式对UHPC抗冻性能的影响,3D打印试件之所以具有良好的抗冻性能,是由于钢纤维的桥接作用有效地抵抗了结构内部微裂缝的形成。