中国工程院院士缪昌文：用新技术“重塑”建筑材料功能

liukang202416小时前166.SU吃瓜319

人物档案

缪昌文，我国工程院院士、东南大学教授。长时刻从事土木工程资料理论研讨与工程技能运用研讨，多年来活泼在我国严重工程制作项目榜首线。先后承当国家级、省部级科研项目30余项，在混凝土抗裂要害技能的研讨、严重根底设备工程执役寿数及耐久功用进步技能的研讨、多功用土木工程资料的研制等方面取得了多项效果。

图为三峡大坝。新华社发(郑家裕摄)

近来，经世界小行星中心命名委员会同意，由我国科学院紫金山天文台发现、编号为578168号的小行星正式以缪昌文之名命名。又一颗“科技之星”闪烁天穹。

缪昌文是闻名修建资料专家、我国工程院院士、东南大学教授。他已在混凝土研讨范畴深耕30余年。他先后带领团队参加多个工程制作，包含长江三峡大坝、京沪高铁、江苏田湾核电站、港珠澳大桥、南水北调等国家严重工程，以及巴基斯坦卡拉奇核电站、孟加拉国帕德玛大桥、伯利兹的瓦卡水电站等国外工程。

水泥混凝土是运用量巨大、用处广泛的人工资料。在缪昌文看来，数字化、信息化、智能化等趋势，将“重塑”混凝土资料功用。

“进入大数据时代，凭借人工智能、大数据等技能，能够规划混凝土内部的结构。最近，咱们也在研讨怎么用人工智能技能，延伸混凝土资料的运用寿数、节能减排。”缪昌文在承受科技日报记者访谈时说，现在严重工程运用的混凝土资料的规划寿数为100—120年，他们期望经过人工智能技能，将混凝土的规划寿数延伸到200年。

部分技能达世界“领跑”水平

记者：混凝土是重要的根底修建资料。其时，我国的修建资料的展开在世界上处于什么水平？

缪昌文：混凝土资料是严重根底设备的重要物质根底与载体。据统计，我国每年出产80亿—100亿吨混凝土，产量占全球50%以上，已成为世界上最大的根底设备修建资料出产和运用国家。

现在，我国85%的桥梁选用钢筋混凝土，高速铁路中混凝土和钢材占比90%以上，绝大部分水工工程归于混凝土结构。

在混凝土高功用的运用根底理论与要害技能方面，我国在世界上到达“并跑”水平，部分新资料、新技能在世界上到达“领跑”水平。我国混凝土资料研讨水平与运用效果登上了一个新台阶，科研人员连续霸占了现代混凝土缩短开裂等世界难题，打破了超高功用混凝土要害技能，构建了长命数耐久性进步体系，发明晰新一代聚合物外加剂，效果支撑了港珠澳大桥、白鹤滩水电站、深中通道、田湾核电站等国家严重工程制作，关于保证工程百年执役寿数，助力核电、高铁技能走出国门发挥了重要效果。

可是，需求留意的是，在修建资料共性根底理论与前沿工程技能方面，咱们和世界顶尖水平还有距离。

记者：您曾带领团队为100多项国家严重工程制作供给支撑。在不一起代、不同功用的工程制作中，混凝土发挥的效果是否有差异？怎么依据不同需求做出调整？

缪昌文：咱们国家严重工程的制作有很强的地域特点、职业特点和时代特点。这些严重工程时代不同、职业有差异，但混凝土运用技能均扮演了至关重要的人物。

在制作三峡大坝时，工程面对超大体积大坝混凝土温控问题，温控做欠好，大坝就会发生裂缝。面对工程实践需求，团队驻守工程现场，对运用的原资料、配比与外加剂的习惯性进行重复实验，要点操控混凝土中水泥水化导致的温增值。终究，相关研讨效果运用于三峡大坝三期工程中。一起，结合在施工过程中进行温度操控，保证大坝浇筑后没有发生一条温度裂缝，进一步在技能上保证了工程的结构安全。

核电站的核岛混凝土是技能要求最高的一类特种混凝土，其混凝土外加剂一向被国外独占。咱们组成了一支以无机资料与有机化学专业穿插协同的立异团队，从有机资料分子视点从头构筑外加剂结构。经过重复实验，咱们的效果满意了工程的技能需求，在田湾核电站核岛混凝土中初次完成外加剂的国产化，打破了国外的独占，完成混凝土外加剂技能从“跟跑”到“并跑”的前进。

制作港珠澳大桥时，我国的混凝土工程技能自主化水平得到全面进步。例如，沉管地道最大水深达46米，这对沉管地道混凝土提出了更高的要求：一方面，要操控混凝土的稳健性和均匀性，还要在数小时内坚持混凝土的可泵送性；另一方面，要操控混凝土缩短裂缝的发生。

因而，研讨团队在规划混凝土外加剂时，充分考虑与现场原资料的协同习惯，并结合对施工环境改变进行调整，满意工程技能需求，为港珠澳大桥6.6公里沉管无裂缝作出奉献。

现在，咱们团队的技能已开端用于海外工程，包含巴基斯坦卡拉奇核电站、孟加拉国帕德玛大桥、印尼雅万高铁等严重工程。咱们不断推进混凝土外加剂与运用技能的立异与展开，也进步了我国混凝土外加剂的世界竞争力。

数字化转型助力修建资料展开

记者：修建资料范畴展开趋势怎么，面对哪些应战？人工智能、大数据等技能为修建资料范畴带来了哪些革新？

缪昌文：高强韧、高耐久、绿色低碳的修建资料是支撑严重根底设备安全、长命、可继续运用的要害。其时，高原铁路与水电站、跨海地道等战略性严重工程项目连续规划与制作，根底设备制作的数量、广度和地域规模不断扩展，根底设备运转执役面对愈加杂乱的荷载、愈加严格的环境与条件愈加极点的运用场景。这些都给修建资料的展开带来应战。

数字化转型为修建资料高质量展开供给了重要支撑。近年来，人工智能技能鼓起，以高通量核算、大数据库和机器学习等多源信息结合的数据驱动规划，成为打破传统限制的新式途径，并可完成以功用需求辅导修建资料逆向规划。人工智能、大数据等技能能够有用赋能修建资料的低碳化、绿色化及功用化展开。

未来，这类技能将会更多地运用于修建资料的规划、开发与运用。咱们团队也在活跃跟进相关研讨作业，经过树立工程资料大数据库，开发资料智能规划渠道，完成工程资料的高功用化，保证严重工程的运用需求。

记者：在绿色低碳布景下，您以为修建资料应该进行哪些科技立异以促进全职业的节能减排？

缪昌文：修建资料是用量最大的根底资料之一。修建资料的低碳、绿色与可继续展开是未来的首要方向。可是现在的修建资料存在碳排放高、能耗高、资源耗费量大的问题。因而，经过科技立异助力碳达峰碳中和方针达到，含义严重。能够在以下几方面展开科技立异作业。

榜首，从资料源头减碳，充分使用大宗工业固废资源，开发新式低碳胶凝体系，削减水泥熟料用量。第二，进步混凝土资料的力学与耐久功用，进步结构承载力、延伸执役寿数，在同等条件下节省混凝土的用量。第三，开发新式节能、保温、储能资料，例如水泥气凝胶、储能混凝土等，削减修建执役过程中的能耗与碳排放。第四，开发新式、低成本的碳捕集、存储和使用技能，例如水泥全氧焚烧体系、CO2膜吸收技能等，完成水泥混凝土职业的碳中和。

记者：混凝土开裂是影响修建安全的“杀手”。在20世纪80时代，该范畴的研讨处于什么阶段？您其时为何要从事这项研讨，遇到过哪些应战？

缪昌文：20世纪80时代，混凝土裂缝操控技能相关研讨尚处于起步阶段，首要体现在以下几个方面：混凝土裂缝操控理论没有老练，导致开裂问题难以进行量化评价；此外，混凝土作为一种由水泥、砂石等构成的传统资料，在其时没有引进矿藏掺合料、外加剂等现代混凝土功用调控技能。

混凝土开裂问题在工程范畴是一个迫切需求处理的技能难题。一起，开裂还严重影响着结构的耐久性和执役期间的安全性。

我挑选这一研讨方向，一方面是为了迎候技能上的应战，更为重要的是，我期望能为保证国家工程质量和谋福社会奉献自己的力气。

在研讨过程中，咱们首要面对两方面的应战。一方面，裂缝的发生原因极为杂乱，需求资料科学与结构工程等跨学科展开跨学科协作，而咱们团队成员起先首要以无机资料专家为主，需求经过学科穿插打破这一限制。另一方面，将一项新技能运用于严重工程项目中，往往需求经过长时刻的技能储备和实验验证，这需求咱们有勇于脚踏实地、长时刻坐“冷板凳”、继续展开研讨的心理准备。

可喜的是，经过尽力，咱们将过去的定性操控裂缝变成了现在的量化核算操控裂缝，在地下地道工程、桥梁工程、核电工程、大体积混凝土工程中真实完成了混凝土不开裂，把不行能变成了或许。

促进科技与工业“双向奔赴”

记者：您曾在江苏省修建科学研讨院和企业作业多年，十几年前调入东南大学。您为何会作出这些职业挑选？结合您的阅历，您怎么了解科技立异与工业立异的交融？

缪昌文：1982年我从南京工学院(东南大学前身)结业后，进入我国水利水电科学研讨院作业，两年后我又到江苏省修建科学研讨院作业，一向做到研讨院院长。2002年，江苏推广技能开发型科研机构改制，江苏省修建科学研讨院修建资料研讨所由工作单位改制为民营企业“江苏博特新资料有限公司”。改制后，科研人员的生机一会儿被释放出来了。咱们尽力进步科技立异才能。那几年，咱们一边加大力度研制混凝土外加剂，一边广泛开拓市场，发挥人才优势和科技优势，用5年的时刻将公司的产量进步了五六倍。

我的祖父是私塾先生，父亲是教师，所以我从小就有个当教师的愿望。2011年，我承受东南大学的约请，进入资料学院作业，总算完成了儿时的愿望。

如果说在研讨院和企业的作业，是考虑怎么从工程中发现问题，在工程中查验效果的价值，那么进入高校做研讨，则要从根底理论层面，从资料的机制剖析等视点阐释原理，再辅导工程实践。此前研讨院的作业阅历，让我愈加重视从运用层面展开根底研讨，将论文写在祖国的大地上。

近年来，咱们也在测验推进资料职业的协同立异，期望以科技立异推进工业立异。在东南大学与同济大学、清华大学等八所高校及我国修建股份有限公司等五家企业一起组成的“先进土木工程资料协同立异中心”中，高校和企业频频沟通学界的研讨方向和业界的展开趋势。有时企业会为高校供给科研经费，供高校进行小试、中试等效果转化实验；有时高校会为企业的技能开发进行理论研讨、量化剖析。这种协作形式为攻关职业要害共性技能、处理限制职业展开的要点根底难题供给了重要支撑。

记者：其时，为了进一步激起科研人员立异热心，我国鼓舞科研人员立异创业，促进科技效果转化。对此您怎么看？

缪昌文：咱们不要惧怕将科研人员推到工业的大海里游水，要宽恕失利。即便有几个项目“淹死了”也没关系，要鼓舞科研人员勇于展开科技效果转化，将科技效果赶快运用到工业展开中。一起，要向科研人员分配合理比例的效果收益，完善科技效果转化鼓励方针，激起科研人员立异创业的活跃性，促进科技与经济深度交融。关于青年科研人员，要长于引路子、压担子、壮胆子，甩手让他们斗胆探究。(记者金凤)

[致青年科技人才]

青年科技人才要有思维、对工作忠实，精干、肯干。

资料的研讨触及交通、修建、水利水电设备等许多与人民群众生活密切相关的范畴。青年科技人才要紧盯国家和职业展开需求，凝练科研方向，以科技立异赋能我国制作，制作安全、舒适、绿色、才智的好房子，满意人民群众高品质寓居需求。

青年科技人才要有家国情怀，有“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”的精力寻求，还要有发现问题的敏锐度和处理问题的专业素质，为完成高水平科技自立自强而不懈斗争。

——缪昌文

告发/反应