בטון בעל תכונות מעולות (UHPC) הוא חומר בעל חוזק גבוה שמאופיין במערכת גרנולרית צפופה במיוחד. בטון זה פותח בצרפת בשנות ה- 90 (ומתבסס של פיתוח קודם בדנמרק), והוא מורכב מצמנט פורטלנד, מיקרו-סיליקה, חול סיליקטי, מפחיתי מים על פלסטיים, מים וסיבי פלדה או סיבים אורגניים. לחומר זה יש חוזק לחיצה העולה על 150 מגפ"ס ויכול להגיע עד 270 מגפ"ס וחוזק כפיפה עם ערכים עד 50 מגפ"ס. הוא בעל ביצועים מכאניים גבוהים מאוד ועמידות מעולה בהשוואה לבטון רגיל ולבטון בעל חוזק גבוה. בטון זה כמעט תמיד כולל סיבים ביישומים מבניים ושיטות האשפרה כוללות לעיתים טיפול בחום ואדים.
בהשוואה עם בטון רגיל השימוש בתכולה גבוהה במיוחד של סיבי פלדה ב- UHPC מקנה לחומר יותר משיכות ויכולת דפורמציה משופרת וגם סיבולת גבוהה יותר למתיחה וכפיפה. מאפייני הקיים המעולים נובעים מהמבנה הנקבובי הצפוף שגורם לחומר להיות כמעט בלתי חדיר. בטון זה עמיד מאוד לגזים, חדירה של כלורידים וסולפטים, והוא עמיד מאוד בפני התקפות חומצה. בנוסף, ל- UHPC יש הצטמקות וזחילה נמוכים מאוד ולכן הוא מתאים בבטון דרוך.
ההבדלים העיקריים בין בטון בעל תכונות מעולות לבין בטון חזק "רגיל" הם שחוזק הלחיצה שלו גבוה מ- 150 מגפ"ס, נעשה בו שימוש שיטתי בסיבים, יחס מים/מקשרים מאוד נמוך, והוא לא מכיל אגרגטים גסים.
תכן התערובת של בטון בעל תכונות מעולות מבוסס על כמה עקרונות:
- אופטימיזציה של תערובת הגרגירים על מנת להשיג מטריצת הומוגנית וצפופה. לא משתמשים באגרגטים גסים. גודל החלקיקים המרבי הוא בדרך כלל קטן מ- 600 מיקרון. החול הדק הוא החומר הגרנולרי הגדול ביותר, עם טווח גודל שבין 150 ל 600 מיקרון אחריו הצמנט עם גודל קוטר ממוצע של כ- 15 מיקרון ואבקת קוורץ בקוטר ממוצע של 10 מיקרון. החלקיק הקטן ביותר הוא המיקרו-סיליקה (~ 0.1 מיקרון). מוסף מינרלי זה קטן מספיק כדי למלא את חללי הביניים בין הצמנט וחלקיקי קוורץ המרוסקים. קיימות שיטות ומודלים שונים, כגוןnumerical packing models המשמשים כדי להגדיל את צפיפות התערובת.
- שימוש בסיבי בפלדה או סיבים אורגניים. סיבים אלו מגדילים את חוזק המתיחה ואת צפידות ((toughness החומר.
- טיפולים תרמיים מתאימים. מחקרים שונים הראו כי הפעלת לחץ כחלק מתהליך ציפוף הבטון וטיפולים בחום הם גורמים חשובים שתורמים להגדלת חוזק הבטון. אשפרה נפוצה של בטון מסוג זה היא טיפול ב- 90 מעלות צלזיוס ו- 95% לחות לתקופה של 2 ימים.
- יחס מים/מקשרים נמוך שיכול להגיע לערכים של 0.15.