不同种类的混凝土速凝剂往往具有不同的速凝机理

水泥经过水化作用达到凝结状态是一个物理和化学相结合的过程。一定量的水化产物形成网络，产生一定的强度，即为凝结。这一过程并不需要大量的水化产物，事实上，只要少量的连接点即足以搭结成网络，导致凝结。

由于常用的速凝剂多为复合制剂，与水泥的水化反应交织在一起，因此，不同种类的速凝剂往往具有不同的速凝机理。但从混凝土的凝结硬化机制分析，各种不同速凝剂的作用本质都在于加快水泥的水化、加速具有胶凝性产物或加速混凝土中絮凝结构的生成等方面。

（1）生成水化铝酸钙而速凝
典型的铝氧熟料、碳酸盐系速凝剂组成在水泥浆体中发生以下化学反应。反应消耗了部分石膏，使石膏不足以与C3A反应生成钙矾石起到缓凝作用。C3A迅速水化，水化铝酸钙迅速生成，加快了水泥浆体凝结；而低溶解度产物的生成和水化热的大量释放促进了凝结过程。
（2）大量生成钙矾石导致速凝
复合硫铝酸盐系速凝剂以及以硫酸铝为基础的新型无碱速凝剂掺入水泥浆体中，可发生如下化学反应。
（3）形成水化铝酸钙骨架并促进C3S水化导致速凝
据研究，铝氧熟料反应生成的NaOH能促进C3S的水化，加快硅离子的溶出速率，同时，水泥水化生成的Ca2+与速凝剂中Al2迅速反应生成大量水化铝酸钙，并消耗大量水，增加水泥浆体黏度，很快形成网络结构导致速凝。此外，水化放热对速凝起到促进作用。
（4）其他作用机理
对新型早期复合速凝剂的研究认为，絮凝作用是速凝剂的重要作用机理。对于无机速凝剂，由于速凝剂离子带电与水化物带电电性相反，产生电性中和作用，电位降低，导致水化物粒子聚集絮凝产生沉降而加速凝结。对于掺有水溶性树脂等高分子有机物的速凝剂，由于水泥颗粒和水化物硅氧键中的氧离子会与高分子有机物中的氢原子之间形成氢键，从而产生“架桥”吸附作用。大量分散的微细颗粒被吸附于高分子长链周围，起到增稠作用，并形成大颗粒的聚集体，具有大的沉降速度，加速了水泥浆体的凝结。

水泥水化初期，石膏与C3A反应生成钙矾石，钙矾石就像一个致密的外套包裹在水泥颗粒之外，起着阻滞但并非完全阻断水分向水泥表面渗入的作用，延缓水泥的进一步水化。有研究认为，加入铝酸盐类速凝剂，大量的铝酸盐与钙矾石反应生成“单硫酸盐”的硫酸盐。这种单硫酸盐比钙矾石透水性强，这样就可以保证水泥正常水化作用在自然状态下进行，从而达到速凝、早强的效果。

硅酸盐类速凝剂能促进C3S的水化，在较短的时间内形成了大量的雪硅钙石沉淀，导致水泥很快的凝结。

有机物速凝剂的作用方式有两种：①对沉淀在水泥粒子上的Ca（OH）2和钙矾石有溶解作用，因而使水泥与水的反应不致延缓，从而加速了水泥和水的反应；②与水化产物共同结晶，加固了水泥结构，反应生成物结晶呈针状体，将水泥颗粒交织在一起致使快速凝结。

锂盐速凝剂能加速高铝水泥的水化反应。高铝水泥水化时生成CAH10和C2AH8，两者都能转化成C3AH6，其水化产物的组成与时间和温度有关，在水化早期，钙矾石、氢氧化钙、CAH10、C2AH8等水化产物从过饱和溶液中沉淀必须克服一个成核能垒，从而导致诱导期。当锂盐速凝剂掺入后，锂离子能与这些水化铝酸盐结合生成细小的晶体，迅速结晶，从而消除了成核能垒，使诱导期缩短或者消失。