El endurecimiento del cemento Portland se debe fundamentalmente a la hidratación de los silicatos bicálcicos (C2S) y tricálcicos (C3S) presentes en el polvo de cemento. Los compuestos hidratados, de estructura tipo gel o amorfa, son los que otorgan la resistencia mecánica al cemento y a los materiales que lo utilizan como conglomerante (morteros y hormigones). A pesar de que se considera que la resistencia máxima se adquiere a los 28 días, la hidratación de estos silicatos puede no ser completa. En este trabajo se han analizado las diferentes fases presentes en pastas de cemento preparadas en el laboratorio y en muestras de hormigón extraídas de obra. Para ello, se han realizado observaciones ópticas de lámina delgada y se han utilizado técnicas de difracción de rayos X (DRX) y de nanoindentación. Los resultados de DRX han revelado diferencias significativas en la naturaleza y porcentaje de las fases cristalinas en función del envejecimiento de las muestras. Mediante las medidas de nanoindentación se han determinado las propiedades mecánicas, módulo elástico y dureza, de las diferentes fases.