合成鎂白云石砂，又稱鎂鈣砂。鎂白云石砂是利用MgO熔點高，耐熔性好CaO熔點高、耐結構剝落、耐渣滲透性好，開發采用高純度、體積密度高、耐水化性好的鎂白云石砂。合成鎂白云石砂主要通過人工合成兩步煅燒制成。MgO與充分消化的CaO按MgO/CaO一般按不同比例MgO/CaO=(75±2)/(20±2)]配料、細磨、老化、混合、成型、干燥，高溫煅燒后合成鎂白云石砂。

鎂鈣砂

添加到原料中的石灰(CaO)預消化，防止磚坯開裂，獲得高分散的氫氧化鈣顆粒。CaO H2O→Ca(OH)2 857J/g，反應產生近三倍的體積膨脹。輕燒氧化物加水消化后，獲得體積穩定的氫氧化物。熱分解后，氧化物活性高，是二步鍛燒活性燒結的技術核心。

原料經輕燒-消化，起到熱化學破碎的作用。MgO及CaO晶體只有1?3μm，此種微晶體CaO和MgO水消化后應進一步細化，材料粉碎越薄，晶體晶格缺陷越多，表面積越大，表面能量越高。因為任何系統都有發展到較低能量狀態的趨勢，所以有利于燒結。

材料的輕燒、消化和未來的細磨工藝可以大大提高其分散度，增加晶體缺陷，降低離子擴散過程的溫度。這是活性燒結的關鍵。

國內外合成鎂白云石砂的理化指標見表1。

表1國內外合成鎂白云石砂理化指標

合成鎂白云石砂化成分MgO含量約75%，CaO20%?25%，MgO CaO雜質總量小于95%，雜質總量小于2%，MgO/CaO可根據使用要求調整比值。

合成鎂白云石砂的晶體是方鎂石MgO，二是方鈣石CaO，硅酸三鈣和硅酸三鈣含量占95%以上C2F C4AF等等。主晶相方鎂石MgO隨著煅燒溫度的升高，晶體由粒狀、圓形到多角形，晶體由小到大，方鎂石晶體之間的直接結合程度增加。在反射顯微鏡下，樣品經過腐蝕處理后，可以清楚地看到方鎂石呈基底分布，連接成網絡，含量為70%和80%。

鎂鈣砂

方鈣石CaO粒狀、不規則均勻分布MgO在基底中，觀察透射光，均勻填充方鎂石晶間隙，或方鈣石細晶被方鎂石包圍。

硅酸三鈣(C3S)顆粒狀或不規則狀多為聚集，氣孔多，含量少。C2F C4AF分布在上述晶體之間，不規則，在燃燒溫度下為液相，分布仍然均勻，孤立，不連接成片，含量少。孔隙分布在方形鎂之間。合成鎂白云石砂中的鎂顆粒隨著煅燒溫度的升高而增加，方形鈣在高溫下的生長發育速度不如方形鎂。

合成鎂白云石砂具有較高的抗水化性和良好的使用性能。合成鎂白云石砂的主要礦物方鎂石和方鈣石均為高熔點晶相，熔點為2830℃和2570℃，還有C3S也是高熔點晶相2070℃，由高熔點晶相組成的材料必須具有高耐火性。同時，合成鎂白云石砂具有良好的高溫強度、高溫抗折強度和優異的耐渣腐蝕性。

表2日本鎂白云砂性能改善

為了進一步提高鎂白云石砂的抗水性，日本通過在高純度、高體積密度的鎂白云石砂中加入少量鎂白云石砂TiO2，生成CaO·TiO2，鎂白云石砂磷酸處理，在鎂白云石砂表面形成磷酸鈣磷酸化合物覆蓋膜，顯著提高抗水化性。實驗證明，添加1%TiO2，經過磷酸處理，MgO鎂質白云石砂含量70%，抗水化性能優異，表2列出了鎂質白云石砂的改進性能。