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水泥的水化是一个复杂的化学和物理化学过程，具体表现如下：当水泥粉末与水接触时，水泥中的各种化学成分会与水分子发生反应，形成新的化合物，并伴随体积的轻微膨胀。以下是水泥水化的详细过程：
1. 化学反应：
硅酸三钙水化：在常温下，硅酸三钙与水反应生成水化硅酸钙（C-S-H凝胶）和氢氧化钙。
硅酸二钙水化：其水化与硅酸三钙相似，但水化速度较慢，同样生成水化硅酸钙和氢氧化钙，只是氢氧化钙的生成量较少。
铝酸三钙水化：铝酸三钙的水化迅速且放热快，其水化产物受液相氧化钙浓度和温度影响，最终可能转化为水石榴石。在有石膏存在的情况下，会生成钙矾石，若石膏耗尽，则转化为单硫型水化硫铝酸钙。
铁相固溶体水化：其水化速率比铝酸三钙略慢，水化热较低，水化反应及产物与铝酸三钙相似。
2. 物理化学反应：
水泥颗粒遇水后，各种化学成分迅速与水反应，形成新的化合物，即水化产物。这些水化产物逐渐填充原来由水和溶解的熟料矿物占据的空间，导致水泥浆体逐渐失去可塑性并开始凝结。
随着水化的不断进行，水化物越来越多，构成较疏松的空间网状结构。随后，由于水泥内核的继续水化，水化物不断填充结构网中的毛细孔隙，使之越来越致密，并产生强度。
3. 体积变化：
水泥水化过程中会伴随体积的轻微膨胀，但这种膨胀幅度非常小。因为水化过程中虽然生成了新的物质，但同时也消耗了一部分原料（即水分），所以水化前后的总体积变化不大，有时甚至会出现略微的体积减少。
水泥的水化是一个涉及多种化学成分和物理化学反应的复杂过程，它决定了水泥的性能和使用效果。