硅酸鹽水泥中含有多種化合物，其中占90%以上（重量比）的最主要的4種化合物是C3S（硅酸三鈣）、C2S（硅酸二鈣）、C3A（鋁酸三鈣）和C4AF（鐵鋁酸四鈣）。除了這幾種主要的化合物外，其他的成分在水泥水化過程中也起到重要的作用。
在顯微鏡下觀察硅酸鹽水泥熟料，大部分化合物都能夠被分辨出來，但也有一些非常細小的顆粒無法辨認。硅酸鹽水泥顆粒的平均直徑約為15μm，如果所有的顆粒都是平均直徑的話，每公斤硅酸鹽水泥大約含有3000億個顆粒，但實際上，每公斤硅酸鹽水泥中含有大約16萬億個顆粒！每公斤硅酸鹽水泥顆粒的表面積大約為400平方米。
圖1：水泥熟料微觀圖
硅酸鹽水泥水化后生成兩種主要的水化物，水化硅酸鈣和氫氧化鈣。水化硅酸鈣是混凝土中最重要的成分，決定著混凝土的工程性能，包括凝結與硬化、強度、體積穩(wěn)定性等。
水化硅酸鈣的主要化學成為是氧化鈣（石灰）和二氧化硅，大致的比例是3:2。在硬化的水泥漿中，水化硅酸鈣把骨料、未水化的水泥顆粒等粘結在一起，形成致密的凝結體。
混凝土硬化過程中，其體積基本不變，但內部會形成一些充滿水或空氣的微孔隙，這些孔隙是沒有強度的。水泥漿的孔隙越少，混凝土的強度越高。因此，在拌合時，要盡可能減少拌合水的使用量，只要能滿足水泥水化需要和和易性要求就行。但即使這樣，所用的拌合水也多過水泥完全水化所需的用水量，因此混凝土中的孔隙是難以避免的。
水泥的水化反應是一個放熱反應，放出的熱量稱為水化熱。在寒冷季節(jié)，水化熱有利于保護混凝土不受凍害影響。但在炎熱季節(jié)或大體積混凝土施工時，水化熱是非常有害的，可能產生嚴重的溫度裂縫。
硅酸鹽水泥的水化速度也是十分重要的指標，初期的水化反應一定要足夠的慢，使得有充足的時間來運輸和施工。一旦混凝土施工完畢，則要求反應速度要快，能夠盡快達到所需的強度。硅酸鹽水泥中都加有石膏，其目的就是來調節(jié)硅酸鹽水泥的初凝時間。
影響硅酸鹽水泥水化速度的其他因素還包括水泥的細度、外加劑、拌合水量和拌合時環(huán)境的溫度。一般來說，溫度越高，水化速度越快，初終凝時間越短。
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