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水泥的硬化过程是一个复杂的物理化学过程，主要包括以下几个阶段：
水泥颗粒在水的作用下发生水化反应，生成水化产物，并逐渐填充水泥颗粒间的空隙，形成坚硬的水泥石结构。具体来说：
1. 初始反应阶段：水泥加水后，水泥颗粒表面开始与水发生化学反应，生成水化物如硅酸钙凝胶和氢氧化钙等，并溶解在水中，形成可塑性的水泥浆体。这一过程中，硅酸三钙(C3S)等水泥熟料矿物质是反应的主要成分。
2. 凝结阶段：随着水化反应的进行，水泥浆体中的水化物逐渐增多，它们相互连接形成网络结构，使浆体逐渐失去流动性和可塑性，开始凝结。凝胶在水泥颗粒表面聚集形成薄膜，并逐渐构成疏松的网状结构。
3. 硬化阶段：水泥浆体中的水化物继续增多和长大，网络结构更加致密，强度不断提高。形成网状结构的薄膜逐渐破裂，被包裹的水泥颗粒暴露后继续与水反应，产生更多水化物，形成更紧密的网状结构。这些水化物像胶水一样将砂、石等材料紧紧胶结起来，最终形成具有一定强度的水泥石或混凝土。
水泥的硬化过程是通过水化反应和结晶过程，使水泥从可塑性的浆体逐渐变成具有相当强度的石状固体。