2015年1月9日,2014年度國家科學技術獎勵大會上傳來喜訊,由中國工程院院士,東南大學材料科學與工程學院的孫偉教授領銜的項目“超高性能混凝土抗爆材料成套制備技術、結構設計及應用”榮獲國家科技進步二等獎。
孫老師帶領著團隊在過去的數(shù)十年中矢志不渝,凝心聚力,攻克了一個又一個科研難題,最終實現(xiàn)了傳統(tǒng)混凝土在力學性能上的巨大突破,在其強度、耐久性能、抗沖擊力和動載等方面均實現(xiàn)了驚人突破,并成功實現(xiàn)了材料從實驗室走向國家重大項目應用的關鍵步伐,帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益。
從油絲繩到超強混凝土,巾幗英杰與混凝土結緣
“我在混凝土中度過了一生中的黃金時間,覺得非常快樂!”孫老師這樣回憶自己與混凝土之間的情緣,“混凝土是基礎材料,現(xiàn)在國家各種建設都需要混凝土,我們的研究與工程相結合,我覺得國家非常需要?!?
超強與超韌,兩種性能在混凝土領域是最難兼得的。按照力學原理,越高強的混凝土性能越脆,容易發(fā)生斷裂。今天,孫老師的團隊完成了混凝土材料在超高強與超韌性之間的完美平衡,切實促進了工程防護能力的大幅度提高,推動了混凝土結構高耐久、長壽命、安全服役的實現(xiàn),加速實現(xiàn)了工業(yè)廢渣高效利用、節(jié)能減排和資源化進程,在重大基礎和防護工程中得到廣泛應用,并推廣到了國家大型國防、水電、地鐵等工程的特殊結構,滿足了工程防護的重大戰(zhàn)略需求,推動 了超高性能混凝土產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新與技術進步,孫老師一生的混凝土夢想得以實現(xiàn)??墒牵芏嗳艘苍S不知道,今天國家重大工程的中流砥柱———超高性能混凝土的研發(fā)故事是從油絲繩開始的。
作為一種纖維工程復合材料,傳統(tǒng)的混凝土由水泥作膠凝材料,砂、石作集料,這樣的混凝土常因造價高、耐久力差,壽命短、抗沖擊力差等原因而無法滿足在國家重大工程的應用。而孫院士團隊從上世紀八十年代開始潛心研究纖維材料耐久性,也就是今天的超高性能混凝土材料技術。 當時為了增強混凝土的韌性、抗沖擊性與耐久性,需要向混凝土中添加鋼纖維??砂耸甏鷩鴥?nèi)還沒有專門生產(chǎn)鋼纖維的廠家,于是孫老師團隊最初的研究就是親手一點一點切割油絲繩,從中剝離出鋼纖維來。從油絲繩到今天的超高性能混凝土,從一個人的青年到暮年,這條混凝土之路孫老師走了一萬多個日日夜夜。每一個清晨到深夜,她就在坐落在四牌樓校區(qū)五五樓,條件簡陋得令人難以置信的混凝土材料實驗室,擺弄上百斤的鋼結構混凝土模型,聚精會神的處理實驗數(shù)據(jù),或是伏案撰寫論文。
怎樣才能夠實現(xiàn)我國特大型工程建筑更長的使用時間和更高的抗沖擊力?如何才能提高國防工程的抗侵徹沖擊性能?是否可以讓泄洪消能建筑物的抗沖耐磨性能再高一點?孫老師帶著她的學生們孜孜求索,在超強與超韌之間耐心探求著完美平衡點。天道酬勤,孫老師的團隊近年來頻傳喜訊,碩果累累。以近三年為例,團隊獲國家授權發(fā)明專利20余項,軟件著作權3項,發(fā)表論文250 多篇,出版專著1部,形成技術標準4項,項目成果在重要國防工程,大型水電、地鐵等具有高抗沖擊需求的特殊結構中得到廣泛應用,切實推動了我國超高性能混凝土產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新與技術進步,更是居于世界領先水平,產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益達13.6億元。
五十六載風雨砥礪,用執(zhí)著書寫人生答卷
其實,今天中國混凝土界的引路人當年并不是“科班出身”,而是從1960年代畢業(yè)留校起才開始從事土木工程材料和纖維增強水泥基復合材料的研究工作。剛剛涉足這一新領域,孫偉為了盡快透徹把握研究內(nèi)容,常常跑到南大去聽化學方面的課,并以學者的敏銳與勤勉,女性的細致與洞 微很快在該研究中嶄露頭角。上世紀80年代初,水泥與混凝土國際學術會議在北京召開,孫偉的論文《鋼纖維混凝土界面粘結強度的研究》被慧眼識中。美國塞拉克斯大學代表團訪問我校時,就此項研究與孫偉作了交流。1984年8月,受到邀請,孫偉作為訪問學者,到美國塞拉克斯大學( Syra-cuse University)去完成合作科研項目,并于1985年婉拒了校方延長訪學的請求毅然回到母校繼續(xù)科研與教學工作。回國后,她就開始帶著自己的學生團隊以混凝土的結構與性能為核心進行理論與實踐的探求。轉眼五十六載春秋,今天,在中國混凝土界,孫老師成了公認的領軍人物,用她的學生,長江學者劉加平教授的話說,她總是能夠清晰而敏銳地把握混凝土材料的發(fā)展方向,并且對于學術有著超乎常人的執(zhí)著求索之精神。同時,孫老師做學術最大的特點就是把技術理論與實際應用緊緊擰在一起,近些年里該團隊的研究成果在我國的重大工程中都得到應用。而幾乎每一位她的學生都會描述同一個事實,那就是,她老人家呆在實驗室的時間是雷打不動的早八點到晚十一點,每天十五小時,而為了節(jié)省時間做科研,一包餅干也是孫老師的家常飯。
在采訪中,孫老師娓娓道來由她負責主材料的三峽大壩工程的修建過程,“做的時候我們是按照自己的觀點去做的,用什么材料建在不同團隊中存在著爭議,國家要求大壩的壽命要超過100 年,因此我們團隊花了整整三年的時間做實驗,驗證了許多組參數(shù),一是一,二是二,論證得非常清楚,用數(shù)據(jù)證明了我們打造的三峽確實可以達到100年的壽命,這樣的數(shù)據(jù)才有說服力,讓人心服口服?!痹诖髩蔚男藿ㄟ^程中她多次親自到現(xiàn)場進行勘察。除了三峽,很多江蘇省的大工程也是由孫老師項目組的超強性能混凝土鑄造而成的,如長江二橋、潤揚大橋、南京地鐵、蘇通大橋、泰州大橋……每做一個工程,她都要親自到現(xiàn)場去勘察多次,施工時去看,施工結束了也要去看,檢驗是否有開裂和損傷,是否和自己預想的效果一樣。在半個多世紀的歲月中,孫老師把最美的青春和唯一的夢想奉獻給了事業(yè),將時間與激情毫無保留地浸潤于自己一生摯愛的鋼筋水泥中,混凝土在孫老師的世界里成了有血有肉有溫度的存在。
2015年即將到來之際,這位已近耄耋之年的老人為自己列了長長的一串任務清單:要把2014 年還沒完成的工作盡快搞完,不拖尾巴;要繼續(xù)提高自己的工作效率,給學生們看論文的速度要加快;下學期就要到辦公室去上班,否則學生們送論文要跑到家里,時間都浪費在路上了……就 在這位滿頭銀絲的老人一條一條地羅列著自己的新年愿望,更確切地說是對自己的新年要求時,筆者無意間把目光落在了眼前的茶幾上,幾個蘋果,兩杯水,一本題為《混凝土結構耐久性》的書,厚厚一疊學生的論文,還有幾份《中國科學報》。一位學者大家應有的所有高貴品格,質樸、勤奮、堅韌、執(zhí)著,就在此刻,就在眼前這位老者的溫熱眼神中,熠熠生輝。
我國古代著名文學家蘇軾曾感慨,“古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有堅忍不拔之志?!弊鳛橐晃灰簧鷩@“混凝土”執(zhí)著求索的女院士,孫老師用出類拔萃的學術才能和為科研事業(yè)奉獻終身的情懷書寫著自己最純粹卻最絢爛的人生答卷。
桃李芬芳香沁人,生命交響奏華章
提起學生,孫老師的自豪之情溢于言表。如今已經(jīng)79歲高齡的她還帶著博士后、博士和碩士生。教書五十余載,孫老師最年長的學生是50后,而最年輕的學生是90后,桃李滿天下的孫老師對學生的要求特別高,據(jù)她的學生,材料科學與工程學院的張云升教授回憶,孫老師給學生改論文,常常是“滿堂紅”,一個病句錯詞,甚至是一個標點符號都不肯放過,每一個數(shù)據(jù)都要仔細詢問清楚。如果學生交來的材料孫老師不滿意,她也不會嚴厲批評,而是一直在旁邊陪伴繼續(xù)修改,直到滿意為止。而孫老師自己也說:“我們做工程,可不能有半點弄虛作假,我對學生的要求還是應該嚴格一點。”從碩士階段起,孫老師的學生就要做階段性工作匯報,最近研究了什么,成果如何,遇到什么困難,每次都是在辦公室一個一個“過關”。她還會把學生寫的報告掛滿墻壁,請來同系的教授幫忙評比,寫得好的孫老師就自掏腰包給學生發(fā)“獎金”。學生們在孫老師門下受教,深深感動于她深厚的學術功底與高尚的師德品格。
在孫老師的帶領下,如今的材料科學與工程學院土木工程材料方向已形成拼搏奮進,執(zhí)著求索的文化內(nèi)核,現(xiàn)該方向擁有一支高水平、具有國際視野的師資隊伍,以孫偉院士和繆昌文院士為第一梯隊,杰出青年科學家、“萬人計劃”學者、長江學者、教育部新世紀優(yōu)秀人才等為第二梯隊,優(yōu)秀青年教師和博士生為第三梯隊。這樣一個學術大師指方向、中堅力量出成果、青年人才有發(fā)展的精干團隊正勇于攻關,在科研前沿,創(chuàng)造著一個又一個嶄新的紀錄。
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