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缪昌文——“驯服”混凝土的“魔术师”
发布时间: 2017-03-18                    访问次数: 13

缪昌文,中国工程院院士,东南大学教授,江苏省建筑科学研究院有限公司董事长,江苏博特新材料有限公司董事长,高性能土木工程材料国家重点实验室主任兼首席科学家。

他利用新技术,解决了长江三峡大坝中大体积混凝土的温控问题,被称为“世界建坝史上的奇迹”。他将世界顶尖的高性能混凝土技术运用于南京长江二桥、山西引黄工程、广西龙滩水电站、苏通大桥、青藏铁路等几十项国家和地方重点工程,产生了可观的经济效益和重大社会效益。

1957年8月,缪昌文出生在姜堰市的一个小村庄。他的母亲和祖母都是地地道道的农民,但父亲和祖父都是读书人,祖父是当地有名的私塾先生,父亲也是个教书匠。“我小时候可是个调皮虫,常在村里走西家、奔东家,家里人都拿我没办法。”缪昌文说。即使是这样,但是缪昌文还是特别讨人喜欢,在学校里,成绩年年都名列前茅,不是第一就是第二,这与他爱读书的习惯分不开。

“我小学念的是王家小学,这是我祖父亲自参与建起的学校。”

中学时,缪昌文就读于大伦中学,两年半初中,两年半高中。课外阅读为他打下了良好的基础,那时他住在一位叫戴文海的老师家,就是在戴老师家,他轻松地自学了微积分课程,学习成绩一直保持在学校前几名。

高中毕业后,因当时的文革,缪昌文没办法走进大学,只能回乡参加劳动。在这三年半时间里,缪昌文白天干活,累了一天下来,晚上还是坚持读书。他觉得,不能因为暂时的困难,把自己以前所学的东西忘了。

“院士”是当代中国的最强大脑、最强心脏。本书是对我国各科技领域做出重要贡献的八位院士的珍贵访谈录。通过院士的成长经历、求学历程、学术领域、工作方法、社会责任等各个方面,全方位探访当代中国顶尖科学家的精彩人生。

一、“文革”后第一届大学生

命运总是垂青有准备的人。1977年,中国在结束“文革”的动乱之后,全面恢复高考。1978年年初,缪昌文成了恢复高考后的第一届大学生,报考了南京工学院(现东南大学)的建筑材料及制品专业。谈起当时报考的经历,缪昌文觉得当时可是费尽了心思,光是志愿就来来回回修改五六次,最后还是听从了学校一位主任的意见。老师说,南京工学院号称“小清华”,学校不错,建筑材料及制品这个专业比较冷门,报的人少,你就填这个吧。就这样,缪昌文成为南京工学院“文革”后招收的800名新生之一。

走进校园,一切都显得那样新鲜。大家对书本充满了无限神往。那些多年没有走上讲台的老师,也迸发出蓬勃的激情。在教学设备、图书资料奇缺的情况下,老师们差不多是自编讲义油印给大家。在简陋的实验室里,老师们不辞辛苦,一遍又一遍地给同学们示范着枯燥的实验。师生们在科学的春天里,一起拼搏着。缪昌文表现十分突出,很快他就担任了系学生会的宣传委员。

在30多年后,已经成为中国工程院院士的缪昌文,回到改名为“东南大学”的母校,和新生分享自己的感受。他说:“学校优良的学风和教学理念,为我打下了坚实的知识基础,影响了我的人生。在这里学到的科学文化知识,学会的为人处世之道,建立的深厚的师生情谊,深深地影响了我。”

针对如何面对即将开始的大学生活,缪昌文总结出自己的三条心得:

一是“How to be”,也就是如何做人。首先要学会正确地认识自己,设定切合实际的目标和理想;其次要做有高尚人品人格的人,包括良好的谈吐和修养,敢于做大事的胆量,能容纳他人的肚量,还有感恩之心等;第三要做一个有真才实学的人,要脚踏实地地学习新知,以自己的学识和能力,赢得他人和社会的尊重;第四要做有团队精神和合作能力的人。要把一件事做优秀,一定是在和其他人的合作中完成的,我们要学会欣赏别人的优点、接纳别人的缺点,善于发挥他人的长处,这是团队合作最需要的。  

二是“How to do”,也就是如何做事。首先要养成踏实勤奋的作风,这是成才成功的基石,要打好扎实的专业基础,不能好高骛远、眼高手低,否则容易一事无成;其次要有做大事的胆量,学会开阔思路,多听、多看、多思、少说,创新的思路往往建立在“博学”的基础上,要大胆去闯、大胆开拓;第三要有容人的肚量,保持健康良好的心态,能正确认识自己的不足,善于学习他人长处,善于用人之长;第四是能正确处理好五个方面的关系,即“公与私”、“名与利”、“得与失”、“顺与逆”、“上与下”等,力求做到公私分明、淡泊名利、不计得失、顺其自然、诚实守信。

三是“How to learn”,也就是如何学习。首先是打好扎实的知识基础;其次是善于思考和钻研;第三是要有科学的学习方法;第四是要比常人付出更多的努力;第五是要培养创新的思维,在博学的基础上广开思路,大胆去想,大胆去闯,同时要善于学习他人的长处,通过融会贯通形成自己的东西。

二、二十余年潜心研究高性能混凝土  

回国后,缪昌文长期致力于低能耗、高性能混凝土外加剂等高技术含量的建筑材料研究,二十多年来主持完成了20余项科研课题。他像一位魔法师,经他之手,混凝土也变得有了灵气,能在各种苛刻的条件下做到不开裂、长寿命、多功能,为我国一个个世界级的工程打下了坚实的基础。

缪昌文认为,有些新建的房子很快就出现问题,其中一个原因便是建筑材料的寿命太短。因此他从三个方面着手研究:一是延长材料的使用寿命,从而延长建筑物的寿命;二是实现建筑材料的多功能;三是实现建筑材料的节能环保、可持续发展。

缪昌文投入精力最多的是看似寻常却并不简单的混凝土。他说:“混凝土是盖房子、建工程少不了的建筑材料,它最大的通病是容易开裂,平常老百姓买了新房,验房时最在意的也是墙体及楼板的开裂,而重大工程,混凝土开裂更是影响工程质量的‘杀手’。”

缪昌文研究发现,混凝土开裂的原因很多,从此,他开始了“驯服”混凝土的艰难历程。

1987年,缪昌文在国内外首次用烧结法生产过去被公认只能采用熔融法生产的材料,一举成功,仅此一项生产成本就下降了80%。在此基础上,他又研发出新的产品:JK系列混凝土快速修补剂。该项成果能将修补水泥路由几十天缩短到只要几个小时。其中许多技术参数已超过当时日本、美国的最新产品,具备国际先进水平。然而,这样一项高新技术产品,却在生产应用上收效甚微。尽快将科研成果转化为现实生产力,成了缪昌文苦心追求的目标。1994年,缪昌文在领导的支持下,创办科技产业化基地,将其主持完成的“JM系列混凝土增强剂”等6项达到国际先进水平的成果,快速转化为生产力。很快,他们的产品被推广到全国20多个省、市、自治区的水利水电、港口、桥梁、隧道、核电等建设工程中。

短暂的喜悦并没有让他迷失创新的方向。1996年,他率先采用反应性高分子材料与萘系减水剂复合,调控水泥水化放热性能,它大大减少了混凝土水泥水化早期产生的裂缝,成为大体积混凝土温控的重要手段。

1997年,经历过无数次的反复试验,他带领他的团队首次采用接枝共聚的方法发明了我国第一代接枝共聚物混凝土外加剂。此举推动混凝土外加剂的研究上了一个新台阶,而这类研究在当时的国际学术领域也只是刚刚起步而已。2000年,缪昌文带领科研团队发明了最新一代节能、环保型高性能混凝土外加剂,首次将两性聚电解质结构引入外加剂的分子结构设计中,打破了国外专家学者认为共聚物不能与缩聚物混合使用的禁区。

从2004年起,他完成的多个科研项目,连续3年获得江苏省科技进步一等奖。从2006年起,又连续3年获得国家科技进步二等奖3项。

用知识创造价值、回报社会

缪昌文认为,我国目前科技创新对工业产值的贡献率还不高。如果创新成果对GDP的贡献率能够大大提高,整个国民经济的效益会更好。让科研人员走向市场,尽快将科研成果转化为现实生产力,成了缪昌文一心追求的目标。

1993年,缪昌文自筹资金5.5万元,带领项目组一班人建起了一条简易的混凝土外加剂混配生产线,生产自行研发的外加剂,结果当年就盈利50万元。

缪昌文并未陶醉于初尝胜果的喜悦中,他敏锐地意识到:拥有自主科研成果,依靠自己的企业生产推广是多么重要!1994年,缪昌文在院领导的支持下,亲手创办了科技产业化基地——江宁道鹭建设材料厂,将其主持完成的“JM系列混凝土增强剂”等6项国际领先的成果,快速转化为新型建筑材料。仅仅两个月,企业就创造了60万元的利润。2002年,为了更好地放大科研成果的价值,缪昌文一手创办了有利于成果转化的实体——江苏博特新材料有限公司,建立了具有国际先进水平的生产线。 

最近几年,缪昌文带领项目团队,为包括50多个国家重点工程在内的1000多个工程配制了高性能混凝土4000多万立方米,出具施工技术指导书1882份。直接节约水泥约200万吨,节约煤耗约50万吨,减少二氧化碳排放量约150万吨,工程应用单位取得的直接经济效益约50亿元。

2004年,缪昌文带领自己的团队,参与了三峡大坝三期工程的建设。“混凝土的主要胶凝材料是水泥,遇水会产生水泥水化热,水化放出的热量越高,降温幅度越大,越容易开裂。因此在三峡三期工程,我们主要通过我们发明的高性能外加剂,控制水泥水化历程和阶段水化热量,提高大体积混凝土的抗裂能力。最终依托我们的技术,依靠业主、设计、施工、监理等单位的共同努力,实现了从2006年完工至今,600万立方米大体积混凝土未发现裂缝,被称为世界建坝史上的奇迹。”缪昌文说。

三、创造世界建坝史上的奇迹

2004年,缪昌文带领自己的团队,参与了三峡大坝三期工程的建设。“混凝土的主要胶凝材料是水泥,遇水会产生水泥水化热,水化放出的热量越高,降温幅度越大,越容易开裂。因此在三峡三期工程,我们主要通过我们发明的高性能外加剂,控制水泥水化历程和阶段水化热量,提高大体积混凝土的抗裂能力。最终依托我们的技术,依靠业主、设计、施工、监理等单位的共同努力,实现了从2006年完工至今,600万立方米大体积混凝土未发现裂缝,被称为世界建坝史上的奇迹。”缪昌文说。

除了三峡三期工程外,缪昌文参与的“世界级”工程、创造的“第一”还有很多。在世界最大斜拉桥苏通大桥建设中,他将混凝土一次性泵压到306米高空,并解决了268米超长T型箱梁预应力张拉前不开裂,以及4万多立方米大体积承台无裂缝等高端技术难题。在世界最长高铁京沪高铁建设中,他带领他的科研团队帮助解决了砂浆填料技术难题,使高铁列车开起来更顺畅。

缪昌文参与的工程遍布大江南北,他根据各地不同的气候、环境条件,不断实现材料的创新。“比如在西北地区,天干风大,混凝土失水太快,一边浇一边就开裂了。我们先是边浇筑边用塑料薄膜覆盖,但效果并不好。后来我们发明了一种材料,边浇边喷,在混凝土表面形成了肉眼看不到的分子膜,保水率可达到40%-75%,解决了长期困扰西部工程建设中表面易失水开裂的难题。”缪昌文说。

由于科技上的不断创新,这几年缪昌文在竞标工程时,明显感受到了科技领先的优势。“我国的建筑水平现在已经是世界级的,所以碰到的难题也是世界级的,是挑战也是机遇,‘逼’得我们必须实现学术水平的世界级,也因此提高了国际上的学术地位。”缪昌文说,“以前我们在国内接工程,宣传的优势是我们的技术可以替代国外产品,节省外汇。现在我们的优势是技术上的优势,产品性能上的优势。”如今,缪昌文已跻身国际材料与结构试验研究联合会(RILEM)管理与决策委员会,担任了多个国际学术组织的重要职务。

从高级工程师转型为现代企业家

2000年,缪昌文出任江苏省建科院院长一职。在一把手的岗位上,他想得更多的是如何谋求更大的突破。2002年5月,缪昌文敏锐地看到了科研机构未来的发展方向,他又一次迈出了让人惊讶的一步,走在了改革的风口浪尖。他带领全体职工率先改制,全院上下出资买断全部国有资产,由过去的政府财政差额拨款的全民事业单位改制成了自主经营、自负盈亏、风险自担的股份制民营科技型企业。

事实证明了缪昌文的远见。改制后,依靠灵活的经营机制、良好的经营基础、观念更新的员工队伍,新成立的公司当年就实现产值1.8亿元,到2003年更是翻了一番,达到3.7亿元,利润也实现了翻番。2012年江苏建科院的年产值已超过30亿元,成为国内规模较大的综合性建筑科学研究和技术开发机构,也是全国具有代表性的科技型民营企业。

为了克服“小富即安、小富即满”的思想,缪昌文展现出一位战略家的远见卓识。他在全院范围开展以“危机感、紧迫感、责任感”为主题的系列教育活动,让全体员工意识到市场竞争的激烈,鼓励大家继续走出去放手一搏,迎接市场的考验。缪昌文认为:在市场经济条件下,企业的发展如同在斜坡上行走,保持原样就是后退,小步快跑也是停滞不前,必须大步跨越才能求得发展。通过不断的思想启发,全院上下统一了认识,形成了以自主知识产权产品为主线,以高质量的技术服务为内容,多领域、多元化发展的战略思路。缪昌文也在不断的探索和实践中,完成了从高级工程师到现代企业家的转型。

有一年年底,博特公司在核算完成工作量和年底奖金的时候,一位员工由于在推广某项新材料上讲究方法、措施得当、勤奋苦干,远远地超额完成了年初制定的计划任务。按照公司规定,他可以拿到几十万元的年底奖金,这比其他人要高出好几倍、甚至几十倍。是否足额发放奖金,在当时引起很大争议。很多人来找缪昌文,好心地劝他要“一碗水端平”,以免伤了多数人的积极性。但是缪昌文认为,这位员工所得完全符合规定,也是辛苦劳动所得,而且,政策的制定是很严肃的事情,必须不折不扣地执行。所以,他力排众议,支持博特公司足额发放了奖金。这件事在整个院里引起了轰动。

作为董事长,缪昌文特别爱惜人才。他认准了自己的人才定律——不仅要有一流的业务水平,更要有高尚的人品、人格。“我们提倡能者上,最能者上,敢为人先者上,尽心奉献者上。而所谓‘能者’,是指德才兼备的‘千里马’”。他总强调要用好具备五种素质的人:即有思想的人、对事业忠诚的人、最能干的人、最肯干的人、比自己强的人。

缪昌文的创新技术成果在国际上颇具影响。许多国外同行看好了中国这支“潜力股”,有些跨国公司还私下承诺:如果联营,将给予很多优惠。更有甚者,要以高价兼并博特公司。缪昌文坚信,中国人有能力自己经营,他说:合作可以,兼并坚决不行。

四、最看重博士生导师身份 

在缪昌文的人生履历中,有多重身份——博士生导师、董事长、全国人大代表,等等。在多重角色中,他尤为看重博士生导师的身份。在他看来,这既是自己的一份本职工作,也是自己创业的基础。2008年,他参与孙伟院士为首席科学家的973项目“环境友好现代混凝土的基础研究”,并负责二级课题项目“现代混凝土服役性能提升技术”。在繁重的工作之余,他坚持亲自给博士生和博士后上课,经常召集他们讨论问题。1999年,他还在东南大学开设《混凝土外加剂》课程,为本科生上课。

从1982年开始,作为学术带头人的缪昌文,一直潜心于混凝土外加剂的研究,多次取得具有创新性的发明成果。他带领科研团队,特别是自己的博士生队伍不断追求卓越,从一个冷门学科起步,逐步使科研成果得到国际学术界的认可。2002年3月,缪昌文创办的江苏省混凝土外加剂科技开发基地,被建设部授予引领行业技术进步的“科技产业化基地”。缪昌文个人也获得了“何梁何利奖”、“全国杰出专业技术人才奖”、“江苏省首届创新创业人才奖”,并被评为“江苏中青年首席科学家”。

让中国建筑更“绿色”,更环保

在人类面临着气候变化、空气污染和资源紧缺共同危机的今天,绿色建筑在节能减排的舞台上扮演着越来越重要的角色。

缪昌文对环保建筑也有着自己的深入思考。“千万不可小看建筑耗能,它与工业、交通并称为我国三个‘耗能大户’。和传统建筑相比,绿色建筑耗能降低,尊重当地自然、人文、气候,并且更加注重环保因素。”缪昌文说,“当前推动建筑节能、发展绿色建筑已成为广泛的社会共识,是大势所趋。”

我国地域广阔,气候和环境复杂多变,建筑节能并不能简单地照搬经验,而应充分尊重当地的自然条件,才能达到改善“小气候”的目的。

缪昌文举了一个身边的例子:“例如江苏的夏天很热,太阳辐射会使室内骤然升温,我们就采取在窗户外面安装遮阳窗的办法,室内温度能下降5℃-6℃;而对于北方,室内外温差较大,相对遮阳来说,使用一些保温材料阻止热交换显得更加重要。”

然而,绿色建筑在设计和改造过程中,必然会导致成本的增加。对此,缪昌文认为,眼光应该放长远,不能局限于当前的微小的利益。他算了一笔账,四年前,他牵头将所在单位——江苏省建筑科学研究院的办公楼进行了简单的四步节能改造:给屋顶添加具有隔热保温效应的隔热层,在墙体上贴上一层隔热保温的装饰板,将单层玻璃替换为双层玻璃,窗户外面增加遮阳窗。整个工程改造面积达七千平方米,节能率达55%以上,总共花费却不到200万。“虽然一次性的投入相对较大,但是成本很快就收回来了。”缪昌文说。

对大家普遍关心的南方地区能否像北方一样集中供暖,缪昌文也算了一笔经济账。

缪昌文认为,尽管在南方集中供暖的一次性投入较大,但相比每家每户开空调来说,供暖的能耗必然要小得多,而且可以充分利用建筑垃圾燃烧的热量,因此从经济效益上看是相当合算的。但如果要对南方所有的新老房子进行重新改造,则工程量太大,存在一定难度。

“现在南方一些有条件的家庭都使用地源热泵。它是利用地下浅层地热资源,既可供热又可制冷并可提供生活热水的高效节能空调系统。”缪昌文说,“若是能推广开来,节能效果也会很不错。”


本文被《渤海日报》于2014年5月6日至10日连载