水泥的物理力学性质主要包括表观密度、细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性、水泥胶砂强度(标号)。必要时还应进行水泥的水化热和抗水的侵蚀性试验。
(一)表观密度
硅酸盐水泥的相对密度为3. 1～3.2，疏松状态时的表观密度为1000～1300kg/m3，紧密状态时可达1400～1700kg/m3如掺有掺合料时，表观密度将稍有降低。存放过久的水泥，表观密度也将稍为减小。水泥的表观密度对于混凝土并没有什么大的实际意义，仅在混凝土配合比计算时才会用到。
测定水泥的相对密度，一般均采用专用仪器(李氏瓶)进行。由于水泥能与水起化合作用，试验必须采用不与水起作用的液体，通常采用无水煤油进行试验。
(二)细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度。在制造方面，水泥磨细的程度关系到设备和电力的消耗。在使用上，水泥颗粒的细度对于水泥与水之间的反应速率是一个重要的因素。水泥越细，颗粒和水接触的表面积越大，因而水化越迅速，强度增长越快，早期强度越高。如果水泥粒子大于lOOtjm，则活性很小;若水泥粒子小于40Um，则活性较高。
提高水泥的细度，对于安定性还可以起到一定的改善作用。因为水泥颗粒的表面积加大后，水泥中的游离石灰在储存期间，容易和空气中的水蒸气及C02起作用，因而可以减少水泥硬化后体积膨胀的危害性。
水泥越细，制成的混凝土黏性越好，析水越少，并可以改善混凝土的和易性。
测量水泥细度的方法主要是采用筛分析法，筛孔孔径为80tLm，细度采用筛余量(%)表示。
细度的另一种袁示方法是测定水泥的比表面积。表面积是水泥颗粒外表面的面积，比表面积是单位质量水泥颗粒表面的面积，水泥比表面积用m2 /kg表示。随着颗粒粒径的减小，比表面积迅速增大。测定水泥比表面积的方法也有好几种，目前多数使用透气法比表面积仪来测定。此法是以一定量的空气，通过一定空隙和固定厚度的水泥体来进行的。
由于所受阻力不同，因此引起流速的变化，水泥的比表面积根据测得的空气流速计算而得。硅酸盐水泥的比表面积应不小于300m2/kg。普通、矿渣、火山灰、粉煤灰和复合硅酸盐水泥的细度用筛余量表示。
(三)标准稠度用水量
使水泥浆获得一定的流动性所需的水量叫做水泥的需水量，一般称为水泥的标准稠度，以占水泥总量的百分率表示。水泥的粉磨细度、所掺掺合料的性质和数量，以及熟料的矿物组成等都能影响需水量。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在23%～30%之间。
水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性试验按GB/T 1346-2001进行。测定标准稠度用水量，过去一直是采用国际上传统的维卡仪测定法，通过长期的试验实践，认为此法不甚完善，不仅劳动强度大，费时间，而且试验结果还常受到操作者体力大小的影响。
在国家颁布的新标准中规定，特水泥浆的搅拌由人工改为搅拌机搅拌，并将原维卡仪的试杆改为试锥(滑动部分总质量仍为3009±2g)。传统的维卡仪测定方法是通过不断调整加水量，使拌制出的净浆达到一定的稠度(即试杆下沉距底板5～7mm)来测定标准稠度用水量。采用试锥测定标准稠度用水量的方法，可通过调整水量使试锥下沉深度为28mm±2mm，此时的拌和水量即为标准稠度用水量，并可根据采用固定水量(规定为114mL)测得的试锥下沉深度S(mm)，按下列经验公式计算标准稠度用水量P(%)，即
P=33. 4-0. 185S
如果测得的试锥下沉深度小于13mm，则表示拌制的水泥净浆过稠，水泥标准稠度用水量将大于31%，经验公式已不适用，此时需用调整水量的方法进行测定。
测定标准稠度时，装上试锥;测定凝结时间时，取下试锥，换上试针。