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随着建筑业、海洋业和交通业的快速发展，对水泥与混凝土材料提出了更高的要求，高强度、长寿命、低环境负荷是当代水泥材料发展的主要方向。纳米材料和纳米技术的快速发展为水泥基复合材料的改性带来了很大的发展空间。借鉴当今纳米技术在陶瓷和聚合物领域内的研究和应用成果，应用纳米材料对水泥进行改性，渴望进一步改善水泥的微观结构，以显著提高其物理力学性能和耐久性。
本文综述了水泥基复合材料的研究进展，分类及存在的问题，在此基础上研究了纳米粉体在水泥基复合材料中的分散性，并分别对NS和NZ改性水泥基复合材料进行了系统的研究，取得了较好的效果。
采用小型球磨机对纳米水泥基复合材料进行干混，利用酸碱反滴定法检验了纳米材料在水泥基体中的分散效果，研究发现搅拌5 min就能使纳米颗粒均匀的分散到水泥体系中，探讨了纳米材料的固-固分散理论和其在水泥基体系中的分散模型。
通过水泥净浆实验可知：NS颗粒能够增加水泥的标准稠度用水量，缩短凝结时间；NZ颗粒能够减少水泥的标准稠度用水量，延长凝结时间。两种纳米材料对水泥基体的安定性没有不良影响，是改性水泥优良的纳米材料。纳米材料改性水泥净浆强度和显孔隙率之间在一定程度上成反比，孔隙率的大小与纳米材料的种类、数量及化学性质有关。
通过NS和NZ水泥砂浆的实验，研究发现适量的NS和NZ能够有效的提高硅酸盐水泥砂浆的强度，特别是早期强度。NS提高了水泥水化的放热速率和放热量，使放热最高峰提前；NZ的减缓了水泥水化初期的水化速率，推迟了放热最高峰的时间。采用XRD、SEM和MIP现代测试手段对硬化水泥浆体改性后的物相组成和微观结构进行了分析，研究发现复掺2％NS和0.25％ NZ共同发挥纳米诱导水化作用，加快A矿和B矿的消耗，促进C-S-H凝胶生长和合理分布，细化了Ca（OH）2，使其镶嵌在C-S-H凝胶和钙钒石的孔隙中，使得C-S-H凝胶与钙矾石紧密交织，减少水硬化水泥浆体中总孔隙率，水泥石的结构更加密实，使抗压强度和耐久性显著提高。总结了纳米材料改性水泥基复合材料的作用机理，并探讨了其结构模型。这样的研究为进一步研制高性能混凝土打下了良好的基础。