Наиболее важное значение при твердении глиноземистого цемента имеют процессы гидратации алюминатов кальция и тип образующихся кристаллогидратов. Алюминаты реагируют с водой по близким схемам с получением одинаковых продуктов. Основной минерал глиноземистого клинкера — однокальциевый алюминат; при взаимодействии с водой он сначала гидратируется и превращается в десятиводный гидроалюминат кальция, который, будучи нестабильным соединением, переходит в восьмиводный двухкальциевъш гидроалюминат по следующей схеме:

2(СаО-А12О3)+11Н2О->2СаО-А12О3-8Н2О+2А1(ОН)3.

В дальнейшем интенсивно происходят уплотнение геля двухкальциевого гидроалюмината и кристаллизация продуктов гидратации, что и обеспечивает быстрое нарастание прочности.

Однокальциевый алюминат схватывается медленно, но твердеет очень быстро. С12А7 схватывается по истечении нескольких минут, однако степень его гидратации сравнительно невысока и соответственно он имеет менее высокую прочность. В результате гидратации СА2 образуются те же продукты, что и при твердении СА, но процесс идет с меньшей скоростью.

Другие минералы глиноземистого цемента (C2S, C4AF, С3А и C2F) гидратируются по схемам, рассмотренным ранее. Геленит взаимодействует с водой настолько медленно, что практически остается инертным минералом.

В целом процессы отвердевания теста глиноземистого цемента и последующего упрочнения камня аналогичны процессам, происходящим в портландцементном тесте. Кристаллизующиеся при гидратации глиноземистого цемента САН10, С4АН14, C2AH8, а также гидроферриты образуют кристаллический сросток, обеспечивающий высокую начальную прочность камня. Гелеобразная фаза, представленная в основном гидроксидами алюминия и железа, играет роль пластичной матрицы, объединяющей отдельные кристаллические сростки в единый каркас. При старении геля из него выкристаллизовываются гиббсит и гидроферриты кальция, которые способствуют дальнейшему росту прочности камня. Однако структура камня глиноземистого цемента имеет преимущественно крупнокристаллический характер и поэтому особенно чувствительна к внутренним напряжениям, возникающим при перекристаллизации.

Специфической особенностью глиноземистых цементов, проявляющейся при недостаточном внимании к технологии их использования, является частичное снижение в процессе твердения первоначально приобретенной прочности, связанной с перекристаллизацией гексагональных гидроалюминатов в кубические. Снижение прочности можно предотвратить введением специальных добавок, а также использованием смесей с пониженным В/Ц.

Глиноземистый цемент очень чувствителен к условиям твердения. Необходимо обязательно хранить бетон на глиноземистом цементе влажным, во всяком случае не менее 1 сут. Температура бетона при твердении не должна превышать 25 °С. При повышении температуры прочность растворов и бетонов на глиноземистом цементе резко снижается, так как двухкальциевый гидроалюминат частично перекристаллизуется в трехкальциевый шестиводный гидроалюминат ЗСаО-А12О3-бН2О. В результате возникающих напряжений цементный камень теряет свою прочность.