水泥变硬是通过其熟料中的四种主要矿物质（C3S、C2S、C3A、C4AF）与水发生水化反应，形成凝胶并逐渐形成网状结构，这一过程将砂、石等材料胶结成坚固的混凝土。具体来说，硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）与水反应后，会形成水化硅酸钙和氢氧化钙，这两种物质是水泥能够变硬的关键。氢键和分子间拥有强大的作用力，使得这些化合物紧密结合，形成了高强度的固化材料。
水泥的凝固速度和硬度还受到多种因素的影响，包括温度、水泥的标号等。例如，在较高温度下，水泥的凝固时间会缩短；而选择标号较高的水泥，也能获得更快的凝固速度和更高的强度。
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