我国混凝土用量巨大,混凝土绿色生产及应用水平却不高。推广使用高性能混凝土,提高资源综合利用水平,实现混凝土绿色生产已经成为混凝土行业的重要任务。在此背景下,使用替代性细骨料如机制砂、尾矿、山砂及再生粗骨料取代天然骨料,降低天然骨料的开采使用,已经成为了必然趋势。虽然目前替代性细骨料已经得到了广泛的应用,但是其预拌混凝土性能及配合比设计方法的系统研究还较少。本文通过试验对骨料级配优化理论、替代性细骨料混凝土性能进行了研究。在此基础上,提出了一种新的配合比设计方法,并开发了混凝土配合比设计及管理系统。试验结果表明,通过优化骨料级配,替代性细骨料完全能够配制出性能良好的混凝土。本文的主要研究内容如下:（1）研究分析了已有的混配土配合比设计方法,提出了基于骨料双因子理论的混凝土配合比设计方法。由于替代性细骨料品质较差,往往需要多种细骨料进行混配,方能满足混凝土性能要求,这就造成了混凝土中细骨料种类较多,对混凝土的配合比设计也提出了新要求。当混凝土中骨料在两种以上时,各骨料的比例及用量往往难以计算,需要经试验确定。而借助骨料双因子理论,可以确定混合骨料各组分的合适比例,解决了所使用骨料种类繁多,配合比设计较为困难的问题。（2）对骨料双因子对混凝土工作性能、抗压强度的影响进行了试验研究,分析了骨料粗糙度因子（CF）、工作性因子（WF）对混凝土工作性能、抗压强度的影响规律,并对骨料双因子的最优点进行了讨论。利用该理论对混凝土配合比优化进行了尝试,通过适当增加骨料工作性因子,降低骨料粗糙度因子的方法,分别配制出了胶材用量由390 kg/m³降低至330kg/m³,水胶比由0.46降至0.43,坍落度仍保持在180mm左右的混凝土。（3）利用正交试验对机制砂、山砂的混配使用进行了研究,并利用极差分析,对浆骨比、砂率及山砂替代率的最优水平进行了分析。试验结果表明:在浆骨比为32.5:62.5的情况下,混合骨料能够配制出工作性能及力学性能优良的混凝土;机制砂与山砂混配配制的混凝土抗氯离子渗透性能虽出现了下降的情况,但基本上都在/500×10^-14m²/s以下,能够满足混凝土性能要求;而机制砂由于细颗粒较多,山砂细颗粒较少,两者进行混配能够在一定程度上优化骨料级配,其混凝土用水量较使用山砂、河砂混合骨料的混凝土要少。（4）利用C#语言开发了混凝土配合比设计及管理系统。该系统具有原材料信息管理、混凝土配合比设计及管理、试验数据管理及试验试块龄期管理等功能。在混凝土配合设计方面,该系统内置了多种配合比设计方法,并结合骨料双因子理论及相关规范对混凝土耐久性设计的规定,实现了基于混凝土性能、基于骨料级配优化的混凝土配合比设计。