Увеличение прочности портландцемента происходит неравномерно. Крепость увеличивается особенно быстро в первый день, достигая значения, равного половине марочной крепости на третий день. К седьмому дню прочность уже составляет 70%. Дальнейшее твердение начинает резко замедляться, и за оставшиеся три недели твердения, до 28-ти суток, портландцемент увеличивает свою прочность лишь на 30 %. Однако твердение портландцемента, достигшего марочной прочности в течение 28-ми суток, не прекращается и при благоприятных условиях может продолжаться очень долго, превысив отметку в 2-3 раза. Некоторые исследователи даже утверждают, что повышение прочности портландцементного бетона должно продолжаться бесконечно.

Характер неравномерного набора прочности обусловлен физико-химическими процессами, происходящими при твердении портландцемента. На начальном этапе твердения зерна цемента очень активно взаимодействуют с водой. В результате происходит быстрое накопление гидратов клинкерных материалов и выделение их в виде геля — слоя, покрывающего и склеивающего зерна цемента. Последующее затвердевание гелеобразной структуры, которое вначале происходит быстро, а затем все медленнее, определяет тип твердения цемента.

Изменение прочности портландцемента во времени по характеру логарифмической кривой объясняется также затуханием процесса гидратации клинкерных минералов и ролью продуктов гидратации в структуре цементного теста. Новые порции образовавшегося гидрата цемента заполняют поры и капилляры в цементном тесте, изначально созданные избытком воды. Это увеличивает плотность и повышает количество контактов в цементном тесте, в конечном итоге наращивая его прочность.

Гидратации цемента все больше препятствует процесс уплотнения гелевых пленок на гранулах цемента, что затрудняет проникновение воды в гранулы цемента. Этот процесс также замедляется.

Это объясняет изменение прочности портландцемента с течением времени, как и всех других гидравлических веществ.

Прочность цементного теста и скорость его нарастания в основном зависят от минералогического состава клинкера, состава цемента, тонкости помола и зернового состава цемента, исходной влажности, температуры и влажности окружающей среды и сроках и условии хранения цемента.

При необходимости получения быстротвердеющего бетона в начальный период следует использовать алит-портландцемент. Если требуются высокопрочные бетонные конструкции на длительный срок, целесообразнее использовать белит-портландцемент, тем более, что белит-цемент более доступен и дешевле.

На прочность также может влиять состав цемента. Портландцемент может содержать до 15% активных минеральных добавок. Известняк и доломит также могут быть использованы в качестве инертных добавок, которые являются микронаполнителями и обычно снижают прочность цемента за счет разбавления его активной части. Однако процент снижения прочности меньше, чем процент добавки. В этом заключается технико-экономическая целесообразность применения инертных добавок, действие и роль которых в цементе рассматриваются при изучении бетонной смеси.

Влияние количества воды, вводимой в цемент, объясняется тем, что на практике всегда существует разница между количеством воды, поглощаемой при химических реакциях клинкерных минералов, и количеством воды, которое требуется для получения пластичной бетонной смеси. Второй всегда оказывается крупнее первого, что приводит к пористости цементного теста и снижает его прочность,  тем больше, чем выше водопоглощение.

Влияние влажности и температуры на прочность портландцемента и скорость его нарастания вполне очевидно. Влажная среда и положительные температуры – важнейшие факторы для получения прочного цементного камня.

Продолжительность хранения цемента, даже в самых благоприятных условиях, приводит к некоторой потере активности и прочности и, в еще большей степени, к потере начальной скорости твердения цемента.