从小型装配式水工建筑物混凝土要求出发，在传统混凝土建筑材料基础上，加入粉煤灰、硅粉、耐碱玻璃纤维等外掺剂，利用正交试验方法，以粉煤灰、硅粉、耐碱玻璃纤维为试验因素、不同掺量为试验水平，构造L9（34）型正交表，寻求不同外掺剂配合比条件下混凝土28 d强度和容重，达到轻质高强的目的。由试验结果分析可知，上述外掺剂最优配合比为粉煤灰掺量20%、硅粉9%、耐碱玻璃纤维1%时，混凝土强度30.5 MPa，容重2 015 kg/m3；并通过对比试验，确认结果达到设计要求。上述试验结果可为小型水工装配式建筑物实践提供借鉴。