Introdução: Cimentos reparadores bioativos à base de silicatos de cálcio apresentam um papel crucial na endodontia atual. Entretanto, seu alto custo limita a ampla aplicação clínica. Objetivo: Este estudo teve como objetivo a síntese de silicato tricálcico (TCS) puro, e a formulação de um material reparador experimental (silicato tricálcico associado ao radiopacificador óxido de zircônio - TCS + ZrO₂). Método: Após a síntese de nanopartículas de TCS por meio do processo sol-gel, um método acurado e de baixo custo, a caracterização morfológica do cimento experimental (TCS e TCS + ZrO₂) foi realizada por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman e Método de Brunnaner-Emmett-Teller (BET). As propriedades físico-químicas de tempo de presa, solubilidade, radiopacidade e pH foram avaliadas com base nas normas ISO 6876. O cimento MTA Angelus foi utilizado para comparação. Resultado: Os dados foram avaliados estatisticamente por meio dos testes ANOVA/Tukey (α=0,05). As partículas de TCS foram sintetizadas e caracterizadas de forma satisfatória. O MTA apresentou o menor tempo de presa, seguido pelo TCS + ZrO₂ (p0.05). O MTA apresentou perda de massa (p<0.05), enquanto o TCS e o TCS + ZrO₂ mostraram ganho de massa. Com relação ao pH, todos os cimentos mostraram valores significativamente superiores ao grupo controle (p<0.05), com maior alcalinização do meio nos períodos iniciais. Conclusão: O método sol-gel foi eficaz na produção de partículas de TCS, e sua associação com o ZrO₂ demonstrou potencial para aplicação na formulação de cimentos cerâmicos bioativos.