水泥的水化反應是決定強度的關鍵。主要水化反應如下:

(1)矽酸三鈣(Ca3SiO5）的水化反應 :

2Ca3SiO5＋6H2O→3CaO‧2SiO2‧3H2O+3Ca(OH)2，放熱反應。

(2)矽酸二鈣(Ca2SiO4)的水化反應 :

2Ca2SiO4+4H2O→3CaO‧2SiO2‧3H2O+Ca(OH)2 ，放熱反應。

(3)鋁酸三鈣(Ca3Al2O6)的水化反應（與熟石膏反應） :

Ca3Al2O6＋3(CaSO4‧2H2O)＋26H2O→Ca6Al2(SO4)3(OH)12‧26H2O

Ca3Al2O6＋Ca6Al2(SO4)3(OH)12‧26H2O＋4H2O→

其中，Ca6Al2(SO4)3(OH)12‧26H2O（3CaO‧A12O3‧3CaSO4‧32H2O）

是鈣礬石（Ettringite) 。

3CaO‧Al2O3‧CaSO4‧12H2O是單硫鋁酸鈣（Monosulfate)。

(4)鋁鐵酸四鈣(Ca4Al2Fe2O8) 的水化反應 :

3(Ca4Al2Fe2O8)＋12(CaSO4‧2H2O)＋110H2O→4[Ca(A,F)S3H32]+2(A,F)H3

3(Ca4Al2Fe2O8)＋2[Ca(A,F)S3H32]+14H→6[C4(A,F)SH12]+2(A,F)H3