В начальный период гидратации (до 1ч.) доля прореагировавшего цемента не превышает 1%, поэтому особых изменений в физическом строении цементного теста не происходит – оно состоит из частиц цемента и межзернового пространства, заполненного водным раствором электролита и единичными кристаллами Ca(OH)2 и эттрингита. На частицах цемента образуются оболочки, придающие им хлопьевидную форму. Разрыв оболочек сопровождается образованием большого количества геля гидросиликатного состава, постепенно заполняющего межзерновое пространство. Оболочки на частицах цемента утолщаются и структура их дифференцируется: во внешней части оболочки, обращенной в межзерновое пространство, растут хорошо оформленные мелкие игольчатые кристаллы преимущественно гидросиликатов кальция, а в остальной части оболочки продукты гидратации выделяются в субмикрокристаллическом состоянии. Межзерновое пространство постепенно заполняется частицами гидратов, и пластичное тесто начинает терять подвижность (наступает явление схватывания массы). Между отдельными кристаллами гидратов возникают прочные (кристаллизационные) и непрочные (коагуляционные) контакты, количество которых в первый час гидратации ещё невелико. Возрастание числа коагуляционных и кристаллизационных контактов приводит к прорастанию кристаллами межзернового пространства, вследствие чего остающаяся в системе в несвязанном виде вода разделяется на капли разного размера, заполняющие соответствующие поры. 
  Определенная часть молекул воды адсорбируется также на высокоразвитой поверхности образующихся кристаллогидратов. Указанные процессы структурообразования в твердеющем тесте приводят к прогрессирующей потере им подвижности и приобретению прочности, т.е. вызывают явление схватывания. Протекание начальных процессов гидратации вплоть до завершения схватывания сопровождается заметным уменьшением объема образцов (усадкой), происходящим вследствии химического связывания части межзерновой воды и уменьшение абсолютного объема, то в твердеющей системе увеличился бы объем пор.
  После окончания процесса схватывания сформировавшийся в твердеющей цементной массе кристаллический каркас препятствует уменьшению объема ставшего жестким цементного камня, хотя химические реакции впоследнем продолжаются и капельно-жидкая вода поглощается, а объем продуктов реакций непрерывно растет. Образующийся при дальнейшем протекании реакции гидратации «цементный гель» заполняет поры в физической структуре затвердевшего камня, вызывая повышение его плотности. 
  При завершении процесса гидратации количество твердой фазы в системе возрастает до 70% и даже более, следовательно, физическая структура полностью прогидратированного и затвердевшего цементного камня представляет собой плотную массу гидратированной твердой фазы, содержащую поры различного, но небольшого размера.
  Основной объем пор (70-80%) в цементном камне через 24 ч. твердения составляют микропоры радиусом менее 1000А. С увеличением времени твердения суммарная пористость цементного камня снижается, т.е. он становится плотнее. При этом объем мелких и ультрамелких пор растет вследствие возрастания в твердой фазе количества цементного геля. Крупные и капиллярные поры, наоборот, заполняются гелем, и их число и суммарный объем снижаются. Поровая структура цементного камня изменяется также и в результате перекристаллизации метастабильных кристаллогидратов, носящей деструктивный характер. Средняя удельная поверхность гидратированных цементов составляет 210-280 м^2/г, что со своей стороны косвенно свидетельствует о высокой дисперсности продуктов реакции и микропористости их структуры. Поры в цементном камне могут быть заполнены воздухом или водой.