合成鎂質白雲石砂，又稱鎂鈣砂。鎂白雲石砂是利用MgO熔點高，耐熔損性好和CaO熔點高，耐結構剝落性和抗渣浸潤性好等優點，開發使用了高純度、高體積密度、抗水化性好的鎂白雲石砂。合成鎂白雲石砂主要是用人工合成方法分兩步煅燒製成的。將輕燒MgO與充分消化的CaO按MgO/CaO不同比例[一般按MgO/CaO=(75±2)/(20±2)]進行配料，共同細磨、陳化、混合、成型、乾燥，再經高溫煅燒即得合成鎂質白雲石砂。
原料中加入的石灰(CaO)應預消化，防止磚坯開裂，並獲得高分散性的氫氧化鈣粒子。因為CaO+H2O→Ca(OH)2+857J/g，反應產生體積膨脹近三倍。輕燒氧化物加水消化後，獲得體積穩定的氫氧化物，經熱分解後，所得的氧化物具有很高的活性，這是二步鍛燒活性燒結的技術核心。
原料經輕燒-消化，起到了熱化學破碎作用。輕燒後的MgO及CaO晶體只有13μm，此種微晶體CaO和MgO遇水消化後還要進一步被細化，而物料粉碎得越細，晶體的晶格缺陷越多，比表面積越大，表面能也越高。因為任何系統都有向最低能量狀態發展的趨勢，所以有利於燒結。
物料的輕燒，消化和以後的細磨工序可極大地提高其分散度，增加晶體缺陷，降低進行離子擴散過程的溫度。這是活性燒結的關鍵。
國內外合成鎂白雲石砂的理化指標見表1。
表1國內外合成鎂白雲石砂理化指標
合成鎂白雲石砂化學成分中MgO含量75%左右，CaO20%25%，MgO+CaO的含量95%以上，雜質總量小於2%，MgO/CaO的比值，根據使用要求可以調節。
合成鎂白雲石砂的晶體是方鎂石MgO，其次是方鈣石CaO，二者含量佔95%以上，還有矽酸三鈣及C2F+C4AF等。主晶相方鎂石MgO隨著煅燒溫度的升高，晶體由粒狀，圓粒狀到多角形，晶粒亦由小到大，方鎂石晶體間直接結合的程度增高，在反光顯微鏡下，樣品經浸蝕處理，可明顯看到方鎂石呈基底分布、連成網絡、含量為70%80%。
方鈣石CaO粒狀，不規則狀均勻分布在MgO基底之中，在透射光下觀察，均勻充填在方鎂石晶間空隙內，或者說，方鈣石細晶為方鎂石所包圍。
矽酸三鈣(C3S)粒狀或不規則狀多是集聚出現，其旁有較多氣孔，含量少。C2F+C4AF分布在上述晶體之間，不規則狀，在燒成溫度下它為液相，分布尚均勻，孤立出現，未連成片，含量少。氣孔呈孤立狀分布於方鎂石間。合成鎂質白雲石砂中方鎂石的晶粒隨煅燒溫度的提高而增大，方鈣石在高溫時生長發育的速率不如方鎂石。
合成鎂質白雲石砂具有很高的抗水化能力和較好的使用性能。合成鎂質白雲石砂的主要礦物方鎂石、方鈣石均是高熔點的晶相，熔點分別是2830℃和2570℃，還有C3S也是高熔點晶相2070℃，由高熔點的晶相所組成的材質必然具有高的耐火度。同時合成鎂質白雲石砂高溫強度好，高溫抗折強度高，抗渣浸蝕性能優越。
表2日本改進的鎂質白雲砂性能
日本為了進一步提高鎂質白雲石砂的抗水性，通過向高純度，高體積密度的鎂質白雲石砂中添加少量的TiO2，生成CaO·TiO2，並對鎂質白雲石砂進行磷酸處理，在鎂質白雲石砂表面形成以磷酸鈣為主的磷酸化合物覆蓋膜，因此，顯著提高了抗水化性。實驗證明，添加1%TiO2，經過磷酸處理，MgO含量為70%的鎂質白雲石砂具有優異的抗水化性能，表2列出這種改進的鎂質白雲石砂的性能。