城市内涝是一种常见的公共灾害。为了遏制城市内涝灾害,海绵城市建设是消减乃至避免城市雨洪所造成大量人员伤亡和严重财产损失的重要举措之一。截止2017年全国有30个城市开展海绵城市试点工作。陶粒具有较多的孔隙,吸附性强,是一种理想的海绵城市建设材料。为促进海绵城市建设与发展、防止城市内涝灾害、保障城市水安全,开展环境危害小、成本低、透水性好、适用于海绵城市建设的免烧陶粒研发具有实际意义。为制备出优质钢渣免烧陶粒,首先研究了热泼钢渣制备免烧陶粒。由于钢渣中f-CaO、f-MgO水化反应影响免烧陶粒性能,发现采用矿渣与钢渣复配可有效改善免烧陶粒性能,通过钢渣与矿渣复配得到钢渣与矿渣最佳配合比为2:3。再通过单因素分析研究水泥、铝粉膏对免烧陶粒性能的影响,得到水泥和铝粉膏的最佳掺量分别为10%、1%。为研究不同外加剂对免烧陶粒性能的影响,采用正交实验得到外加剂的最佳掺量:生石灰8%,二水石膏6%,硅酸钠2%,氢氧化钠3%。基于上述配比制成的钢渣免烧陶粒主要性能检测结果为:堆积密度821.35kg/m~3,筒压强度13.67MPa,吸水率5.78%,符合标准(GB/T 17431.1-2010)对高强陶粒的要求。由于不同种类钢渣的化学成分不同,将对钢渣免烧陶粒的性能产生影响。因此,无论从科学研究的完备性,还是从技术推广的适用性,都需要进行不同钢渣的配比研究。为此,研究了滚筒、热闷、风淬钢渣对免烧陶粒性能的影响。结果表明:风淬钢渣免烧陶粒堆积密度最高、筒压强度最低,分别为1024.19kg/m~3和8.03MPa,滚筒钢渣免烧陶粒1h吸水率最低,仅为2.54%,但三者性能仍符合高强陶粒要求,表明钢渣免烧陶粒的应用不受钢渣种类限制。为研究免烧陶粒在海绵城市建设中的适用性,实验分析了免烧陶粒的保水性能。结果表明:钢渣免烧陶粒入渗时间为6.3min,24h渗出量为224g,7d保水率为37.5%,保水性能较好,达到标准(EN ISO 11274-2014)。此外,分析了钢渣免烧陶粒的经济性和在海绵城市建设中的应用前景。免烧陶粒经济性分析表明采用免烧工艺制备的钢渣陶粒生产成本更低。研制的钢渣免烧陶粒具有轻质高强、透水性与保水性好等特点,适用于海绵城市建设与城市雨洪灾害防治。