水泥，是一种粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

水泥的凝结硬化机理比较复杂，如果是中学化学，一般会以水泥中的硫酸钙（熟石膏，半水硫酸钙）吸水结晶硬化（生成生石膏，二水硫酸钙）为原理：

(2CaSO₄)·H₂O+3H₂O→2(CaSO₄·2H₂O)

但其实水泥的凝结和硬化过程非常复杂，主要的化学反应包括：

(3CaO)·SiO₂+H₂O→CaO·SiO₂·XH₂O（凝胶）+Ca(OH)₂

(2CaO)·SiO₂+H₂O→CaO·SiO₂·XH₂O（凝胶）+Ca(OH)₂

(3CaO)·Al₂O₃+6H₂O→(3CaO)·Al₂O₃·6H₂O（水化铝酸钙，不稳定）

(3CaO)·Al₂O₃+3CaSO₄·0.5H₂O+26H₂O→(3CaO)·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O（钙矾石，三硫型水化铝酸钙）

(3CaO)·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O+2[(3CaO)·Al₂O₃]+4H₂O→3[(3CaO)·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O]（单硫型水化铝酸钙）

(4CaO)·Al₂O₃·Fe₂O₃+7H₂O→(3CaO)·Al₂O₃·6H₂O+CaO·Fe₂O₃·H₂O。

上述反应中的物质说明：

硅酸三钙：(3CaO)·SiO₂，也可以写成：Ca₃SiO₅

硅酸二钙（原硅酸钙）：(2CaO)·SiO₂，也可以写成：Ca₂SiO₄

偏硅酸钙凝胶（水合偏硅酸钙）：CaO·SiO₂·XH₂O，也可以写成：CaSiO₃·XH₂O

铝酸钙：(3CaO)·Al₂O₃，也可以写成：Ca₃Al₂O₆

水合铝酸钙：(3CaO)·Al₂O₃·6H₂O，可以写成：Ca₃Al₂O₆·6H₂O

三硫型水合铝酸钙：(3CaO)·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O，也可以写成：Ca₃Al₂O₆·3CaSO₄·32H₂O

单硫型水合铝酸钙：(3CaO)·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O，也可以写成：Ca₃Al₂O₆·CaSO₄·12H₂O

铝铁酸钙：(4CaO)·Al₂O₃·Fe₂O₃，也可以写成：Ca₃Al₂O₆·CaFe₂O₄

水合铁酸钙：CaO·Fe₂O₃·H₂O，也可以写成：CaFe₂O₄·H₂O