水泥是一種由石灰石、粘土和石膏等原料經過混合、燒製和磨製而成的粉狀物，它在加水後會發生化學反應，水泥中的石灰石和粘土等物質會與水中的氫氧離子和氫離子反應，產生水化反應，形成水化硅酸鈣等化合物，這些化合物在反應過程中會釋放出大量的熱量，使水泥糊變得越來越粘稠，最終凝固成堅硬的物質。因此，水泥加水後會變凝固。

在水泥中加入適量的水後，就會變成可隨意加工的漿體，隨著時間的推移就會凝固成緊密的固體，如果開始就加入石子或者砂就會變成我們所說的混凝土，這個過程就是水泥的凝固硬化。

水泥的凝固硬化是一個複雜的過程，水泥中的物質與水發生反應，初期生成一些小的晶體包裹在水泥顆粒表面，這些細小的晶體靠很小的吸引力粘結在一起，從而形成一種網狀結構，叫做凝固結構，由於這種結構靠極小的吸引力無序的連結在一起形成的，所以這種結構的的強度很低，具有明顯的可塑性。

硬化原理煅燒之後的產物我們就稱為水泥熟料，水泥熟料在加入水後，其中的硅酸鈣就會與水發生反應生成水化硅酸鈣和氫氧化鈣，這兩種物質的生成就是水泥加水能夠硬化過程中強度形成的原因。

水化硅酸鈣和氫氧化鈣會依靠氫鍵和分子之間的作用力緊密結合在一起，並且這些產物在生成過程中會不斷的生長，形成的長鏈結構會相互交織在一起，我們可以將它們想像從顆粒中延伸出來的無數條細針，這些細針相互穿插，相互交織，于是形成了很高強度的固化材料，這就是水泥為什麼加水後攪拌就能夠硬化的原因。

很多東西都是失去水分後變硬的，可水泥卻相反，它只有在潮溼的環境裡才會變硬。這是因為水泥是用石灰石、粘土等經過高溫鍛燒後摻入一些石膏等物，再經過研磨製成的。

這些東西遇水後，會與水化合為水化物，並且水由表面深入到水泥顆粒內部，發生水化反應，使水泥體積增大，顆粒間隙減小，最後，一個一個小顆粒緊密聯接在一起，水泥就變得很硬很硬了。