水泥的硬化過程是一個復雜的物理和化學過程，主要涉及水泥熟料礦物成分與水發生的水解或水化反應。以下是水泥硬化的詳細解釋：
水泥熟料礦物的特性
水泥熟料主要由硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）、鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）等礦物組成。這些礦物在遇水后會發生水解或水化反應，生成各種水化物。
水化反應的過程
鋁酸三鈣（C3A）：水化反應迅速，放熱快，初期生成不穩定的水化鋁酸鈣，最終轉化為水石榴石（C3AH6）。在石膏存在下，C3A的水化產物主要是鈣礬石（AFt）和三硫型水化鋁酸鈣（AFm）。
硅酸三鈣（C3S）：水化反應較慢，生成水化硅酸鈣（CSH（B））和氫氧化鈣（Ca（OH）2）。CSH（B）實際上是纖維狀晶體，比表面積大，早期形成可塑性的凝膠，后期轉化為結晶結構。
硅酸二鈣（C2S）：水化反應速度介于C3S和C3A之間，生成水化硅酸鈣（CSH（B））和氫氧化鈣（Ca（OH）2）。
鐵鋁酸四鈣（C4AF）：水化反應速率較慢，水化熱較低，生成水化鐵酸鈣和水化鋁酸鈣。
水泥漿體的硬化機制
初期可塑性：水泥漿體在加水后形成可塑性的漿體，具有可加工性。
失去可塑性：隨著水化反應的進行，漿體逐漸失去可塑性，變成不能流動的緊密狀態。
強度增加：水化反應不斷消耗水分，生成更多的水化物，這些水化物通過多種引力相互搭接和聯結，形成緊密的結構，使水泥漿體強度逐漸增加。
膠結作用：水泥顆粒表面的水化物薄膜逐漸破裂，暴露出新的顆粒，繼續與水反應，形成更緊密的網狀結構，將砂、石等材料膠結在一起，形成堅固的混凝土。
影響因素
內部因素：包括熟料礦物的結構、相對含量及水泥磨粉細度等。
外部因素：如溫度、加水量及摻入的外加劑種類和數量等都會影響水泥的凝結速率和硬化強度。
綜上所述，水泥的硬化是由于其熟料礦物與水發生的水化反應，生成各種水化物，這些水化物通過相互搭接和聯結形成緊密的結構，從而使水泥漿體逐漸失去可塑性并增加強度，最終形成堅硬的混凝土。
