水泥的主要成分是水泥熟料。水泥熟料矿物组成为硅酸三钙（37%-60%）、硅酸二钙（15%-37%）、铝酸三钙（7%-15%）和铁酸四钙（10%-18%）。加水后，水泥的矿物成分与水迅速水化，形成新的化合物如下：
硅酸三钙+水=水合硅酸二钙+氢氧化钙
硅酸二钙+水=硅酸二钙
铝酸三钙+水=铝酸三钙
高铁酸四钙+水=铝酸三钙+水合高铁酸钙
水合硅酸二钙是一种不溶于水的胶体；铝酸三钙、氢氧化钙和铁酸钙水合物是水溶性化合物。不溶于水的胶体包裹在细小的水泥颗粒表面，使水泥浆具有一定的粘度和良好的可塑性。随着小颗粒的水化，含水量逐渐降低，胶体变厚。水泥浆逐渐失去塑性，开始凝固，胶体进一步失水。同时，水溶性化合物达到饱和后逐渐析出晶体，并贯穿胶体，使水泥浆完全凝固，进入硬化阶段。由于结晶度和体积的逐渐增加，以及胶体的进一步密实度，水泥的强度不断提高。在
水泥水化过程中，新化合物的形成、溶解、凝结和硬化是交错的。如果能保持适当的温度和湿度，经过几十年的水化处理，水泥的强度可以得到提高。
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