用硫酸铝结合剂的结合体其硬化机理比较复杂常温下硫酸铝溶液中呈现SO^2-、Al(OH)² 和Al(SO₄)₃等状态存在。若不加促凝剂，凝固很缓慢或者不凝固。加入促凝剂后，如加入促凝剂矾土水泥后，SO₄^2-会夺取矾士水泥中Ca² 形成 CaSO₄，同时还形成硫酸铁、硫酸镁等。它们之间会互相作用形成硫铝酸钙(3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·31H₂O或3CaO·Al₂O₃·CaSO₄·12H₂O)和硫酸铝铁(FeO·Al₂O₃·4SO₃22H₂O)等新物质的沉淀析晶，促使结合体凝结与硬硫酸铝合剂结合的结合体出于新生成物数量不多，故在常温下强度很低。在500~600℃之前热处理后的强度与烘干强度接近。当700~800℃时由于硫酸盐及硫铝酸盐相继开始分解。放出SO₃，[Al₂(SO₄)₃→Al₂O₃ 3SO₃↑〕使结合体产生结构疏松，强度降低。当髙于1000℃时。由于硫酸盐与硫铅酸盐分解得到的活性Al₂O₃易发生固相反应。形成新物质和出现液相达到烧结，强度显著提高。到1200℃时。结合体强度约为800℃时的3.5~5倍。

由于硫酸钙水解反应产物为H₂SO₄，它可与原料中金属和氧化物反应产生氢气和水，对砖料成型性能不利，故采用硫酸结合剂配料时需在一定温度和湿度下料24h以上 。