本发明公开了一种混凝土早龄期热膨胀系数多尺度模型的预测方法，该方法首先对混凝土进行多尺度划分；分别计算不同尺度上各组成相的相对体积含量；从最小尺度开始，逐步向大尺度均匀化各尺度的弹性模量参数和温度应力系数；计算最大尺度的热膨胀系数边值；分阶段建立早龄期的混凝土热膨胀系数预测模型。本发明根据混凝土的微观结构组成及各组成相的弹性及热学性能，建立了混凝土早龄期热膨胀系数的多尺度预测模型，模型考虑了配合比、龄期、水泥、粗、细骨料种类及性能、温、湿度等影响因素，实现了基于微观结构对混凝土宏观性能的预测，从根本上解决了混凝土热膨胀系数影响因素众多的问题。