水泥基材料是一种在各个尺度都存在各向异性的材料，在不同尺度下需要选择不同的测试方法来研究其弹性性能：在宏观尺度，超声波测试技术是测试水泥基材料弹性性能的有效手段；而纳米压痕技术以及背散射技术等测试方法是研究水泥基材料在微观尺度各个物相弹性性能及其体积分布的有效方法。同时水泥基材料的复杂性也限制了其在不同尺度的弹性性能的连接，只有选用合适的多尺度模拟方法，才能实现不同尺度下水泥基材料的弹性性能的有效连接。　　 本研究首先选用合适的加载方式及分析方法，利用纳米压痕测试技术测试不同条件下水泥基材料中不同物相的弹性性能及其体积分布；接着选用背散射技术对纳米压痕测试结果进行验证，得到不同养护时间以及不同矿物掺合料对水泥基材料中各个物相的弹性性能及其体积分布的影响，以便从微观尺度解释养护时间以及矿物掺合料对水泥浆体水化过程以及弹性性能的影响，为下一尺度水泥砂浆弹性性能的研究打好基础。试验结果表明，养护时间以及矿物掺合料对水泥浆体弹性性能的影响主要在于改变水化产物C-S-H的体积分布，但不会改变各个物相本身的弹性性能。随着养护时间的延长，未水化的水泥颗粒以及低密C-S-H的体积分数逐渐减少，而高密C-S-H和超高密物相的体积分数逐渐增加；粉煤灰的掺加会提高低密C-S-H的体积分数而降低超高密物相的体积分数；矿渣的掺加会提高超高密物相的体积分数而降低高密C-S-H的体积分数。　　 在水泥水化早期，利用水泥水化热试验测定水泥水化放热量，计算出水泥浆体的水化程度，进而计算出水化早期水泥浆体中各个物相的体积分数；将试验得到的水化早期水泥浆体中各个物相的弹性模量以及体积分布代入自洽模型中，得到水化早期水泥浆体的弹性模量：最后，选用冲击试验检验所选用的多尺度模型的准确性。在水化早期，高水胶比的水泥浆体中含水孔的含量较高，其可能会对水泥浆体整体弹性模量有所影响。因此本研究将水泥浆体中孔隙分为含水孔和不含水孔两种，且其均具有一定的剪切模量值，以分析水化早期含水孔压力对水泥浆体整体弹性模量的影响。理论计算值与实际试验值的比较结果表明：自洽模型是适用于水泥基材料多尺度模拟的有效模型，且在水化早期，含水孔压力是影响水泥基材料整体弹性性能的一个重要因素。　　 利用纳米压痕技术和背散射技术测试水泥砂浆样品发现，养护90天的水泥砂浆中存在厚度为10-20μm的界面过渡区。与普通水泥浆体相比，此区域中浆体的弹性性能较低，孔隙率较高。通过比较界面过渡区的厚度以及弹性性能对水泥砂浆整体弹性性能的影响，发现界面过渡区是水泥砂浆中不可忽视的一个区域，即水泥砂浆应该看做是由砂集料、水泥浆体以及界面过渡区三部分组成的复合材料，而不能仅仅当做是由砂集料以及水泥浆体组成的两相复合材料。