Разработанная В.Н. Юнгом теория «микробетона» явилась теоретическим обоснованием систематического изучения вяжущих свойств цементов с микронаполнителями. Исследования, проведенные сотрудниками МХТИ им. Д.И. Менделеева, показали, что цементный камень из вяжущих с тонкодисперсными добавками (в частности, с известняком) по прочностным показателям, стойкости в агрессивных средах и морозостойкости не уступает камню из бездобавочных цементов, если суммарная поверхность клинкерных частиц в единице массы смешанных цементов соответствует суммарной поверхности частиц портландцемента, приготовленного из того же клинкера без добавок.

Качество цементов с добавками тонкомолотых карбонатных пород в основном зависит от количественного соотношения клинкера и добавок, тонкости помола компонентов, соотношения дисперсности частиц и равномерного их распределения в порошке. Добавка должна быть представлена крупными частицами, а портландцементный клинкер – мелкими и мельчайшими.

Введение в состав цементов тонкодисперсных карбонатных добавок в свою очередь целесообразно при повышенном содержании в клинкере алюминатных минералов, главным образом, трехкальциевого алюмината. Повышение прочности твердеющего мономинерального камня из C₃A с карбонатными добавками наблюдалось во все сроки твердения.

На рентгенограммах гидратированных образцов из  C₃A и C₄AF, а так же из их смесей с карбонатами кальция и магния обнаруживаются существенные изменения дифракционных отражений вместо аналитических пиков кубического C₃AH₆, фиксируются пики гексагональных гидроалюминатов кальция C₃AH_X, и комплексного соединения состава 3CaO∙Al₂O₃∙CaCO₃∙11H₂O. Моногидрокарбоалюминат кальция кристаллизуется в виде гексагональных пластинчатых кристаллов с показателями светопреломления N_g=1,553+0,003  и N_P=1,527+0,002   (α=8,71Å, c=7,56 Å), которые быстро увеличиваются в размерах и превращаются в прочно сросшиеся кристаллические конгломераты. Подавляющая масса этих сростков образует плотные войлочные скопления и отчетливую щетинообразную зону на поверхности карбонатных частиц, что обеспечивает повышенную прочность сцепления элементов цементного камня. В системе

C₃A∙CaCO₃∙H₁₁-C₃A∙Ca(OH)₂∙H₁₁ образуется непрерывный ряд твердых растворов, в частности, устойчиво идентифицируется 3CaO∙Al₂O₃∙0,25CaCO₃∙0,75 Ca(OH)₂∙12H₂O.  Возможно образование и 3CaO∙Al₂O₃∙3CaCO₃∙30÷32H₂O.

Моногидрокарбоалюминат и гексагональные гидроалюминаты кальция обнаруживаются в цементном камне и бетоне, длительное время твердевших при нормальных условиях. При пропаривании возможно разложение моногидрокарбоалюмината кальция на C₃AH_6.

В гелевидной составляющей твердеющего цементного камня при нормальной температуре возможно образование фаз весьма сложного состава, например томазита {Ca₃[Si(OH)₆]∙12H₂O}∙(SO₄)∙(CO₃), а при повышенных температурах (выше 140 °С) – скоутита Ca₇(Si₆O₁₈) ∙CO₃∙H₂O (аналога ксонотлита и фошагита).

Кристаллизация гидратных новообразований цементного камня на карбонатной подложке.

При исследовании этого процесса использовались насыщенные растворы тоберморита, CSH(B), C₂SH₂ и C₃AH₆, эттрингита, Ca(OH)₂ и CaSO₄∙2H₂O. В качестве подложек для наращивания кристаллов гидратных фаз использовались полированные пластинки, вырезанные из природных кристаллов кальцита параллельно плоскости спайности. Структура кальцита в этой плоскости схематически показана на рис. 2,а.

Перед установкой в кристаллизаторы (конструкция Белюстина) пластинки протравливались соляной кислотой и тщательно промывались. Через 6 месяцев они извлекались из кристаллизаторов, промывались абсолютным спиртом и подвергались электронно-микроскопическому и электрографическому анализам.

На электронно-микроскопических снимках наблюдалось неравномерное расположение частиц на поверхности подложки. Новообразования покрывают 10-50% в зависимости от кристаллизующегося вещества. На всех подложках часть новообразований представлена шарообразными частицами аморфной природы. Отчетлива видна их коалесценция и образование более крупных агрегатов, что говорит об их слабой связи с подложкой и способности к миграции.