Hạt xi măng Portland là một hợp chất bao gồm Tricalcium Silicate (C3S), Dicalcium Silicate ( C2S), Tricalcium Aluminate (C3A) và các chất rắn hòa tan nhưTetracalcium Alumino-Ferrit (C4A). Bốn phần tửchính này tạo nên sản phẩm hỗn hợp tạo độbền chủyếu. Khi nước lỗrỗng của đất gặp xi măng, thủy hóa xi măng xảy ra nhanh chóng và sản phẩm của sựthủy hóa chính yếu ban đầu này là Hydrated Calcium Silicate (C3SHX, C3S2HX), Hydrated Calcium Aluminate (C3SAX, C3S2AX) và Hidrocid vôi Ca(OH)2. Hai sản phẩm kết dính xi măng chính được hình thành và thủy hóa vôi được sửdụng nhưpha tinh thểrắn tách biệt. Những phần tửxi măng này kết hợp các hạt xi măng nằm kếbên với nhau trong suốt quá trình hóa cứng đểtạo thành hỗn hợp bộkhung bao quanh các hạt đất nguyên vẹn. Các pha Silicate và Aluminate được kết hợp nội tại, do đó hầu nhưkhông có pha nào kết tinh hoàn toàn. Một phần của Ca(OH)2cũng có thểkết hợp với các pha Hydrate khác, chỉcó một phần được kết tinh. Hơn nữa thủy hóa xi măng dẫn đến gia tăng độpH của nước lỗrỗng gây ra bởi sựphân ly của vôi Hydrate. Các bazơmạnh hòa tan Silicate và Aluminate từcảkhoáng vật sét và các chất vô định hình khác trên những mặt của các hạt sét, theo cách tương tựnhưphản ứng acid yếu và bazơmạnh. Các Silica và Alumina ngậm nước sau đó sẽtừtừphản ứng với các ion Calcium tựdo từsựthủy phân xi măng đểtạo thành hợp chất không hòa tan. Phản ứng thứyếu này được gọi là phản ứng puzzola. Hợp chất thủy hóa xi măng thì vẫn chưa được xác định rõ ràng bởi các công thức hóa học, vì thếquan tâm đến các biến thểlà khảthi.