Um método alternativo para produção de concretos ecoeficientes seria a substituição parcial de cimento Portland por resíduos de pastas e argamassas submetidas a um tratamento termomecânico. Neste contexto, este estudo avalia a influência da relação água/cimento (a/c) e do tamanho médio das partículas na decomposição térmica do cimento hidratado. Pastas de cimento com três relações a/c (0,40, 0,50 e 0,60) e curadas por 28 dias foram moídas para obtenção de granulometrias com tamanho médio de 0,60 mm e 0,15 mm. A decomposição térmica das pastas foi analisada por termogravimetria (TGA), difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). A análise de TGA indica que o teor de água quimicamente combinada é favorecido pelo aumento da relação a/c entre 0,40 e 0,50, mas é constante para a/c de 0,50 e 0,60. A redução do tamanho médio quase não interfere nas curvas de TGA. De acordo com as análises por DRX e TGA, a maior parte dos hidratos se decompõe até 500-550°C, enquanto que silicatos de cálcio e aluminatos de cálcio similares às fases anidras do cimento Portland foram detectados na pasta aquecida a 750°C. Assim, temperaturas mais altas seriam necessárias para a completa recuperação do cimento anidro em pastas hidratadas.