การออกแบบปฏิภาคส่วนผสมของคอนกรีตสมรรถนะสูง เพื่อให้ได้คุณภาพดีทั้งในสภาพเหลว และกำลังสูงในสภาพแข็งจะต้องพิจารณาถึงผลกระทบจากวัสดุที่ใช้ในการผลิตได้แก่ ปริมาณปูนซีเมนต์ ปริมาณน้ำ ชนิดและปริมาณสารผสมเพิ่มรวมถึงขนาดคละ และสัดส่วนที่ใช้ของมวลรวมหินและทราย ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาข้อมูลขนาดคละของมวลรวมในอุตสาหกรรมคอนกรีตผสมเสร็จ และออกแบบปรับปรุงสัดส่วนของขนาดคละร่วมกับปริมาณสารผสมเพิ่มที่เหมาะสมเพื่อให้ได้คอนกรีตเหลวที่มีความสามารถเทได้สูง ค่ายุบตัวมากกว่า 20 ซม.มีค่าการไหลแผ่มากกว่า 50 ซม. และปราศจากการแยกตัว โดยมีค่ากำลังรับแรงอัดรูปทรงกระบอกที่อายุ 28 วันมากกว่า 600 กก. ต่อตร.ซม. และกำลังอัดที่ 1 วันมากกว่า 50 เปอร์เซนต์ของกำลังอัดที่ 28 วัน ตามลำดับซึ่งในการกำหนดสัดส่วนผสมคอนกรีตได้ใช้ ปริมาณซีเมนต์เท่ากับ 350, 400,450, 500 และ 550 กก. และการใช้สารลดปริมาณน้ำอย่างมากในอัตรา1.2,1.8 และ 2.4 ลิตรต่อซีเมนต์ 100 กก. โดยมีค่าสัดส่วนน้ำต่อซีเมนต์ตั้งแต่ 0.22 ถึง 0.46 และใช้ค่าสัดส่วนทรายต่อมวลรวมเท่ากับ 0.45 นอกจากนี้การใช้วัสดุผสมเพิ่มขี้เถ้าลอยและ ซิลิก้าฟูมในการปรับปรุงคุณสมบัติของคอนกรีต ได้ใช้ขี้เถ้าลอยแม่เมาะในอัตรา 15 %, 20 %, และ 30 %ส่วนซิลิก้าฟูมในอัตรา 5 %, 10%,15 % และ 20 % ของปริมาณซีเมนต์โดยน้ำหนักโดยมีค่าอัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ อยู่ในช่วง 0.29 ถึง 0.46 ในการวิจัยได้ทำการทดสอบคุณสมบัติในสภาพเหลวได้แก่ ค่าความยุบตัว, ค่าการไหลแผ่, ปริมาณอากาศ, และการก่อตัว เป็นต้น คุณสมบัติในสภาพแข็งจะทดสอบค่ากำลังรับแรงอัด ของคอนกรีตที่อายุ 1 วัน, 7 วัน และ28 วัน ตามลำดับ จากผลการศึกษาข้อมูลขนาดคละของมวลรวม เปรียบเทียบกับมาตรฐานข้อกำหนดของ ASTM และ ACI พบว่าการรวมขนาดคละของหิน 3/4" กับหิน3/8" ในอัตราส่วน 60:40 และสัดส่วนทรายต่อมวลรวมเท่ากับ 0.45 จะทำให้ได้ขนาดคละของมวลรวมผสมเข้าใกล้มัธยฐานของมาตรฐานมากที่สุด และผลการทดสอบคอนกรีตตามส่วนผสมที่กำหนดพบว่า อัตราการใช้สารลดปริมาณน้ำอย่างสูงที่เหมาะสมประมาณ 1.8 ลิตรต่อซีเมนต์ 100 กก. ให้ค่าการยุบตัวมากกว่า 20 ซม. และมีค่าการไหลแผ่มากกว่า 50 ซม. เมื่อใช้ปริาณน้ำ140 และ 160 ลิตรต่อคอนกรีต 1 ลูกบาศก์เมตร โดยสัดส่วนน้ำต่อซีเมนต์น้อยกว่า 0.30 จะให้ค่ากำลังอัดโดยเฉลี่ยที่อายุ 1 วัน มากกว่า 300 กก.ต่อตร.ซม.และที่อายุ 28 วัน เฉลี่ยมากกว่า 600 กก.ต่อตร.ซม. คอนกรีตที่ผสมขี้เถ้าลอยแม่เมาะเพิ่มขึ้น พบว่าจะทำให้มีคุณสมบัติความสามารถเทได้ดีขึ้น โดยมีค่าความยุบตัวโดยเฉลี่ยประมาณ 20-25 ซม. และค่าการไหลประมาณ 55-65 ซม. โดยอัตราการผสมเพิ่มที่เหมาะสมอยู่ในช่วง20-25 % ของปริมาณซีเมนต์ ทั้งนี้จะให้กำลังเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นโดยเฉพาะที่ 1,7 และ 28 วัน ที่อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์รวมกับขี้เถ้าลอยมีค่าต่ำกว่า 0.30 จะให้กำลังที่ 1 วันเกินกว่า 350 กก.ต่อตร.ซม. และที่28 วันเกินกว่า 650 กก.ต่อตร.ซม.คอนกรีตที่ผสมซิลิก้าฟูมเพิ่มขึ้นจะช่วยให้คุณสมบัติของคอนกรีตดีขึ้นการเยิ้มของคอนกรีตมีน้อยมาก แต่ค่าความข้นเหลวจะลดลง โดยค่าการไหลแผ่เฉลี่ยจะมีค่า อยู่ระหว่าง 43-52 ซม. ค่าการยุบตัวลดลงเหลือประมาณ 17-22 ซม. แต่กำลังอัดจะสูงขึ้นในอัตราร้อยละ16 ทุกๆ 10% ของซิลิก้าฟูมที่เพิ่มขึ้น กำลังอัดที่อายุ 28 วัน สูงถึง965 กก.ต่อตร.ซม. ที่อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์เท่ากับ 0.29 ปริมาณการใช้ซิลิก้าฟูม 20% ในกรณีที่ใช้ปริมาณซิลิก้าฟูม 15 % ที่อัตราส่วนน้ำต่อซีเมนต์ต่ำกว่า 0.36 ค่ากำลังรับแรงอัดที่อายุ 1 วันและ 28 วันเฉลี่ยมากกว่า 450 และ 700 กก.ต่อตร.ซม.ตามลำดับ อัตราการเพิ่มกำลังจะเป็นสัดส่วนเชิงเส้นกับปริมาณซิลิก้าฟูมที่เพิ่มขึ้นในส่วนผสม อัตราที่เหมาะสมจะถูกควบคุมโดยราคา