本发明涉及水泥、机器学习技术领域，具体涉及一种纳米增强水泥基材料智能化设计方法及装置。包括如下步骤：步骤一：建立纳米增强水泥基材料配合比数据库并利用敏感性选出影响较大的变量；步骤二：构建抗压强度预测模型，对模型进行超参数调优；步骤三：构建目标函数和约束范围，对目标函数进行多目标优化，实现纳米增强水泥基材料配合比设计；步骤四：制备纳米增强水泥基材料并进行抗压强度测试，选择满足性能要求且水泥用量最低的纳米增强水泥基材料配合比作为最优配合比。本发明采用智能方法对纳米增强水泥基材料配合比进行优化，在保证性能的前提下实现了水泥的减量化设计，有利于推动建筑行业的低碳化发展，节约了经济、时间和环境成本。