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水泥之所以能够坚硬如铁，主要是因为它在加水后会发生一系列的水化反应，形成坚固的结构。具体来说，水泥熟料中的四种主要矿物质（硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A、铁铝酸四钙C4AF）与水发生水化反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶体，并逐渐形成网状结构。这些凝胶体和微小的结晶体之间会产生类似吸附和钉钉子的相互作用，使得水泥逐渐硬化并具备极高的强度。
以下是水泥硬化过程的详细解释：
1. 水泥熟料的制备：水泥熟料是由石灰石、粘土、铁矿粉等原料按比例磨细混合后，在约1450度的高温下进行煅烧得到的。煅烧过程中，原料中的碳酸钙会分解生成氧化钙，氧化钙再与氧化硅反应，生成硅酸钙（包括硅酸三钙和硅酸二钙），这两种物质是水泥能够硬化的核心成分。
2. 水化反应：当水泥熟料与水接触时，其中的硅酸钙会与水发生水化反应，生成水化硅酸钙和氢氧化钙。铝酸三钙也会与水反应，生成水化铝酸钙胶体等。这些反应产生的凝胶体和结晶体会逐渐填充水泥颗粒之间的空隙，形成致密的网状结构。
3. 硬化过程：随着水化反应的进行，水泥浆体逐渐失去塑性，开始凝结并硬化。这个过程中，凝胶体和结晶体之间的相互作用不断增强，使得水泥逐渐具备极高的强度和硬度。最终，水泥会硬化成一块坚固如铁的混凝土。
水泥之所以能够坚硬如铁，是因为其内部的矿物质在与水发生水化反应后，形成了致密的网状结构和大量的凝胶体及结晶体，这些结构使得水泥具备了极高的强度和硬度。