她的世界里,混凝土有温度———记2014年度国家科学进步二等奖获得者孙伟院士
发布时间:2017-05-04   浏览次数:400

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原文发表于 2015-01-22| 《东南大学报》第1274期|第07版:第七版  http://ddb.seu.edu.cn/media/detail.php?dls_count=2&pos=291632

2015年1月9日,2014年度国家科学技术奖励大会上传来喜讯,由中国工程院院士,我校材料科学与工程学院的孙伟教授领衔的项目“超高性能混凝土抗爆材料成套制备技术、结构设计及应用”荣获国家科技进步二等奖。

孙老师带领着团队在过去的数十年中矢志不渝,凝心聚力,攻克了一个又一个科研难题,最终实现了传统混凝土在力学性能上的巨大突破,在其强度、耐久性能、抗冲击力和动载等方面均实现了惊人突破,并成功实现了材料从实验室走向国家重大项目应用的关键步伐,带来了巨大的社会经济效益。

从油丝绳到超强混凝土,巾帼英杰与混凝土结缘

“我在混凝土中度过了一生中的黄金时间,觉得非常快乐!”孙老师这样回忆自己与混凝土之间的情缘,“混凝土是基础材料,现在国家各种建设都需要混凝土,我们的研究与工程相结合,我觉得国家非常需要。”

超强与超韧,两种性能在混凝土领域是最难兼得的。按照力学原理,越高强的混凝土性能越脆,容易发生断裂。今天,孙老师的团队完成了混凝土材料在超高强与超韧性之间的完美平衡,切实促进了工程防护能力的大幅度提高,推动了混凝土结构高耐久、长寿命、安全服役的实现,加速实现了工业废渣高效利用、节能减排和资源化进程,在重大基础和防护工程中得到广泛应用,并推广到了国家大型国防、水电、地铁等工程的特殊结构,满足了工程防护的重大战略需求,推动 了超高性能混凝土产业的自主创新与技术进步,孙老师一生的混凝土梦想得以实现。可是,很多人也许不知道,今天国家重大工程的中流砥柱———超高性能混凝土的研发故事是从油丝绳开始的。

作为一种纤维工程复合材料,传统的混凝土由水泥作胶凝材料,砂、石作集料,这样的混凝土常因造价高、耐久力差,寿命短、抗冲击力差等原因而无法满足在国家重大工程的应用。而孙院士团队从上世纪八十年代开始潜心研究纤维材料耐久性,也就是今天的超高性能混凝土材料技术。 当时为了增强混凝土的韧性、抗冲击性与耐久性,需要向混凝土中添加钢纤维。可八十年代国内还没有专门生产钢纤维的厂家,于是孙老师团队最初的研究就是亲手一点一点切割油丝绳,从中剥离出钢纤维来。从油丝绳到今天的超高性能混凝土,从一个人的青年到暮年,这条混凝土之路孙老师走了一万多个日日夜夜。每一个清晨到深夜,她就在坐落在四牌楼校区五五楼,条件简陋得令人难以置信的混凝土材料实验室,摆弄上百斤的钢结构混凝土模型,聚精会神的处理实验数据,或是伏案撰写论文。

怎样才能够实现我国特大型工程建筑更长的使用时间和更高的抗冲击力?如何才能提高国防工程的抗侵彻冲击性能?是否可以让泄洪消能建筑物的抗冲耐磨性能再高一点?孙老师带着她的学生们孜孜求索,在超强与超韧之间耐心探求着完美平衡点。天道酬勤,孙老师的团队近年来频传喜讯,硕果累累。以近三年为例,团队获国家授权发明专利20余项,软件著作权3项,发表论文250 多篇,出版专著1部,形成技术标准4项,项目成果在重要国防工程,大型水电、地铁等具有高抗冲击需求的特殊结构中得到广泛应用,切实推动了我国超高性能混凝土产业的自主创新与技术进步,更是居于世界领先水平,产生直接经济效益达13.6亿元。

五十六载风雨砥砺,用执着书写人生答卷

其实,今天中国混凝土界的引路人当年并不是“科班出身”,而是从1960年代毕业留校起才开始从事土木工程材料和纤维增强水泥基复合材料的研究工作。刚刚涉足这一新领域,孙伟为了尽快透彻把握研究内容,常常跑到南大去听化学方面的课,并以学者的敏锐与勤勉,女性的细致与洞 微很快在该研究中崭露头角。上世纪80年代初,水泥与混凝土国际学术会议在北京召开,孙伟的论文《钢纤维混凝土界面粘结强度的研究》被慧眼识中。美国塞拉克斯大学代表团访问我校时,就此项研究与孙伟作了交流。1984年8月,受到邀请,孙伟作为访问学者,到美国塞拉克斯大学( Syra-cuse University)去完成合作科研项目,并于1985年婉拒了校方延长访学的请求毅然回到母校继续科研与教学工作。回国后,她就开始带着自己的学生团队以混凝土的结构与性能为核心进行理论与实践的探求。转眼五十六载春秋,今天,在中国混凝土界,孙老师成了公认的领军人物,用她的学生,长江学者刘加平教授的话说,她总是能够清晰而敏锐地把握混凝土材料的发展方向,并且对于学术有着超乎常人的执着求索之精神。同时,孙老师做学术最大的特点就是把技术理论与实际应用紧紧拧在一起,近些年里该团队的研究成果在我国的重大工程中都得到应用。而几乎每一位她的学生都会描述同一个事实,那就是,她老人家呆在实验室的时间是雷打不动的早八点到晚十一点,每天十五小时,而为了节省时间做科研,一包饼干也是孙老师的家常饭。

在采访中,孙老师娓娓道来由她负责主材料的三峡大坝工程的修建过程,“做的时候我们是按照自己的观点去做的,用什么材料建在不同团队中存在着争议,国家要求大坝的寿命要超过100 年,因此我们团队花了整整三年的时间做实验,验证了许多组参数,一是一,二是二,论证得非常清楚,用数据证明了我们打造的三峡确实可以达到100年的寿命,这样的数据才有说服力,让人心服口服。”在大坝的修建过程中她多次亲自到现场进行勘察。除了三峡,很多江苏省的大工程也是由孙老师项目组的超强性能混凝土铸造而成的,如长江二桥、润扬大桥、南京地铁、苏通大桥、泰州大桥……每做一个工程,她都要亲自到现场去勘察多次,施工时去看,施工结束了也要去看,检验是否有开裂和损伤,是否和自己预想的效果一样。在半个多世纪的岁月中,孙老师把最美的青春和唯一的梦想奉献给了事业,将时间与激情毫无保留地浸润于自己一生挚爱的钢筋水泥中,混凝土在孙老师的世界里成了有血有肉有温度的存在。
  2015年即将到来之际,这位已近耄耋之年的老人为自己列了长长的一串任务清单:要把2014 年还没完成的工作尽快搞完,不拖尾巴;要继续提高自己的工作效率,给学生们看论文的速度要加快;下学期就要到办公室去上班,否则学生们送论文要跑到家里,时间都浪费在路上了……就 在这位满头银丝的老人一条一条地罗列着自己的新年愿望,更确切地说是对自己的新年要求时,笔者无意间把目光落在了眼前的茶几上,几个苹果,两杯水,一本题为《混凝土结构耐久性》的书,厚厚一叠学生的论文,还有几份《中国科学报》。一位学者大家应有的所有高贵品格,质朴、勤奋、坚韧、执着,就在此刻,就在眼前这位老者的温热眼神中,熠熠生辉。

我国古代著名文学家苏轼曾感慨,“古之立大事者,不惟有超世之才,亦必有坚忍不拔之志。”作为一位一生围绕“混凝土”执着求索的女院士,孙老师用出类拔萃的学术才能和为科研事业奉献终身的情怀书写着自己最纯粹却最绚烂的人生答卷。

桃李芬芳香沁人,生命交响奏华章

提起学生,孙老师的自豪之情溢于言表。如今已经79岁高龄的她还带着博士后、博士和硕士生。教书五十余载,孙老师最年长的学生是50后,而最年轻的学生是90后,桃李满天下的孙老师对学生的要求特别高,据她的学生,材料科学与工程学院的张云升教授回忆,孙老师给学生改论文,常常是“满堂红”,一个病句错词,甚至是一个标点符号都不肯放过,每一个数据都要仔细询问清楚。如果学生交来的材料孙老师不满意,她也不会严厉批评,而是一直在旁边陪伴继续修改,直到满意为止。而孙老师自己也说:“我们做工程,可不能有半点弄虚作假,我对学生的要求还是应该严格一点。”从硕士阶段起,孙老师的学生就要做阶段性工作汇报,最近研究了什么,成果如何,遇到什么困难,每次都是在办公室一个一个“过关”。她还会把学生写的报告挂满墙壁,请来同系的教授帮忙评比,写得好的孙老师就自掏腰包给学生发“奖金”。学生们在孙老师门下受教,深深感动于她深厚的学术功底与高尚的师德品格。

在孙老师的带领下,如今的材料科学与工程学院土木工程材料方向已形成拼搏奋进,执着求索的文化内核,现该方向拥有一支高水平、具有国际视野的师资队伍,以孙伟院士和缪昌文院士为第一梯队,杰出青年科学家、“万人计划”学者、长江学者、教育部新世纪优秀人才等为第二梯队,优秀青年教师和博士生为第三梯队。这样一个学术大师指方向、中坚力量出成果、青年人才有发展的精干团队正勇于攻关,在科研前沿,创造着一个又一个崭新的纪录。