O cimento de oxissulfato de magnésio (MOS) é um aglutinante não convencional, produzido pela reação de óxido de magnésio (MgO) e uma solução de sulfato de magnésio, apresenta vantagens de resistência ao fogo, leveza, baixa alcalinidade e baixo consumo de energia, sendo a produção de painéis leves a principal aplicação. No entanto, sua instabilidade em condições de alta umidade, que resulta na redução de sua resistência mecânica, diminuiu sua inserção no mercado em uma escala maior. Nesse contexto, esta pesquisa teve como objetivo desenvolver e avaliar diferentes composições de cimento MOS a partir de reagentes comerciais de pureza industrial e analítica e adições minerais, visando a produção de painéis leves reforçados com fibras celulósicas. Para esse fim, esta pesquisa está estruturada em duas etapas, a primeira investigou os efeitos da relação molar MgO/MgSO₄ e a substituição de oxido de magnésio (MgO) por calcário dolomítico (CD) nas propriedades mecânicas, físicas e reológicas, e na formação das fases de hidratação. Os mecanismos de ação correspondentes foram identificados e explorados em vários aspectos, incluindo testes de resistência à compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), Calorimetria Isotérmica e Análise Termogravimétrica (TGA). Os resultados mostraram que, a substituição de MgO por CD diminuiu a velocidade de reação e taxa de liberação de calor gerado no processo de hidratação do cimento MOS, como também, reduziu a quantidade de MgO não hidratado e formação de Mg(OH)₂ tardia; a substituição contribuiu também, com o aumento da porosidade aparente, promovendo uma maior formação de carbonatos de magnésio (MgCO₃) e melhorando a resistência mecânica. Através da caracterização da matriz cimentícia (DRX e TGA) foi possível identificar fases como brucita, periclase e a fase 318. Com base nos resultados obtidos na primeira etapa, o sistema combinado ideal para a produção de painéis leves reforçados com fibras foi selecionado. Diferente ao sistema tradicional de produção de compósitos pelo método de Sucção à Pressão Negativa e Prensagem, foi necessário adaptar uma relação água/cemento menor para os painéis de cimento MOS, e conseguir a formação de fases de hidratação no sistema MgO:MgSO₄:H₂O. A caracterização de placas comerciais de cimento MOS mostrou a necessidade de produzir fases de hidratação mais estáveis, como a fase 517, para melhorar a durabilidade dos compósitos. Dessa forma, o desenvolvimento desta pesquisa determinou a capacidade de aplicação do cimento de oxissulfato de magnésio em materiais de construção civil, como painéis leves.

Magnesium oxysulfate cement (MOS) is a non-conventional binder, produced by the reaction of magnesium oxide (MgO) and a magnesium sulfate solution, has advantages of fire resistance, lightness, low alkalinity, and low energy consumption, with the production of lightweight panels being the main application. However, its high instability under high humidity conditions, which reduces its mechanical performance, has prevented it from entering the market on a larger scale. In this context, this research aimed to develop and evaluate different MOS cement compositions from commercial reagents and minerals will be produced and evaluated to achieve this target. This research is structured in two steps. The first step investigated the effects of substitution magnesium oxide (MgO) by dolomitic limestone (DL) on the mechanical, physical and rheological properties and the formation of hydration phases, and examined, the effect of the molar ratio on the performance of magnesium oxysulfate (MOS) cement. The corresponding action mechanisms was identified and explored in various aspects, including compressive strength tests, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), isothermal calorimetry and thermogravimetric analysis (TGA). The results showed that, the replacement of MgO by DL decreased the reaction speed and heat release rate generated in the hydration process of the MOS cement, reduced the amount of unhydrated MgO, and delayed Mg(OH)₂ formation. This lower formation contributed to the increase of the apparent porosity of pastes with DL, alleviating the internal stresses caused by the appearance of Mg(OH)₂ and improving the mechanical strengths at 28 days of cure. On the other hand, the increase of porosity, improved the CO₂ diffusion in the structure, promoting the formation of magnesium carbonates (MgCO₃). Through the characterization of the cement matrix (XRD and TGA), it was possible to identify phases such as brucite, periclase, and 318 phase. Based on the results obtained in the first step, the optimal combined system for the production of lightweight fiber-reinforced panels was selected. Different from the traditional system of composites production by the 'Negative Pressure Suction and Pressing' method, it was necessary to adopt a lower water-to-cement ratio for MOS cement panels, and to achieve the formation of hydration phases in the MgO:MgSO₄:H₂O system. The characterization of commercial MOS cement boards showed the need to produce more stable hydration phases, such as phase 517, to improve the durability of the composites. Thus, the development of this research determined the ability to apply magnesium oxysulfate cement in construction materials, such as lightweight panels.