醫(yī)治混凝土工程的“癌癥” 讓混凝土重大工程堅(jiān)如磐石

讓混凝土工程如磐石之固、柱石之堅(jiān)，保證重大基礎(chǔ)設(shè)施使用期達(dá)100年以上，是無(wú)機(jī)非金屬材料專家、中國(guó)工程院院士唐明述的畢生追求。為此，他數(shù)十年如一日，帶著流動(dòng)的“勘察隊(duì)”奔波于大江南北，研究混凝土工程的“癌癥”——堿集料反應(yīng)。因在該領(lǐng)域取得的卓越成就，他獲得了由國(guó)際水泥化學(xué)大會(huì)頒發(fā)的“國(guó)際水泥與混凝土領(lǐng)域杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。

醫(yī)治混凝土工程中的“癌癥”

“有人問(wèn)過(guò)我們，一個(gè)反應(yīng)研究了幾十年，國(guó)際會(huì)議也開(kāi)了十次，什么反應(yīng)這么復(fù)雜。”唐明述所說(shuō)的“反應(yīng)”，就是他打了一輩子交道的“堿集料反應(yīng)”。

在水泥學(xué)界，“堿集料反應(yīng)”被稱為混凝土工程的“癌癥”。是指混凝土原材料中的堿性物質(zhì)與活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成膨脹物質(zhì)（或吸水膨脹物質(zhì)），從而引起混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象。

“堿集料反應(yīng)”是影響混凝土工程耐久性的重要因素之一，它造成的破壞、修補(bǔ)和重建費(fèi)用都相當(dāng)昂貴。到底有多貴呢？早在1981年，南非拆換堿集料反應(yīng)損壞的工程就耗資2700多萬(wàn)英鎊。

唐明述很早就體會(huì)到“堿集料反應(yīng)”研究對(duì)國(guó)民建設(shè)的重要意義，并從1959年開(kāi)始將其確定為自己主攻的研究方向。最初，國(guó)際上此項(xiàng)研究主要采用美國(guó)的研究方法，但唐明述并沒(méi)有迷信當(dāng)時(shí)的國(guó)際學(xué)術(shù)權(quán)威Powershot的“競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)理論”，而是創(chuàng)立了屬于中國(guó)學(xué)者的“堿度平衡假說(shuō)”，引起國(guó)內(nèi)外同行的高度關(guān)注。他發(fā)明的“壓蒸快速法”（砂石堿活性快速試驗(yàn)方法），被國(guó)際同行稱為“中國(guó)法”，不僅為日本、加拿大、法國(guó)、英國(guó)、意大利等國(guó)所驗(yàn)證和推崇，并被法國(guó)列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)工程建設(shè)部的標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于三峽工程、瑞士海底隧道等國(guó)際重大工程中，對(duì)工程防止“堿集料反應(yīng)”破壞起了重要作用。

“我們團(tuán)隊(duì)就是一支流動(dòng)的‘勘察隊(duì)’?！睘榱搜芯俊皦A集料反應(yīng)”的機(jī)理，唐明述和團(tuán)隊(duì)付出的不僅僅是實(shí)驗(yàn)室研究的幾十年時(shí)間，還有奔波于世界各地取樣的辛勞。他們總是與我國(guó)重大工程緊密聯(lián)系在一起，機(jī)場(chǎng)、大橋、鐵路、水電站、核電站、碼頭以及大型水泥企業(yè)等工程，都留下了他們的足跡?！翱茖W(xué)研究必須面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)，工科的研究更應(yīng)面向生產(chǎn)實(shí)際。中國(guó)之大，建設(shè)之快，更為我們面向生產(chǎn)實(shí)際提供了廣闊的用武之地。”唐明述說(shuō)。

數(shù)十年孜孜以求、攻堅(jiān)克難，唐明述終于總結(jié)出預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、消除“堿集料反應(yīng)”的一整套理論，成為我國(guó)和國(guó)際上“堿集料反應(yīng)”研究的著名專家。他和科研團(tuán)隊(duì)收獲了全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)等30多個(gè)重要獎(jiǎng)項(xiàng)。1995年3月，他當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。

耄耋之年關(guān)注軟科學(xué)研究

“中國(guó)必須重視混凝土的耐久性問(wèn)題，以免使子孫后代背上巨額維修費(fèi)用的沉重包袱。”針對(duì)國(guó)外許多國(guó)家混凝土工程維修費(fèi)用巨大的現(xiàn)狀，唐明述如此呼吁。

從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)而言，建筑行業(yè)混凝土提高耐久性，延長(zhǎng)使用壽命是極其重要的，但耐久性重視不夠是一個(gè)全球性的問(wèn)題，我國(guó)也有一些混凝土工程因施工不良、設(shè)計(jì)不當(dāng)和化學(xué)腐蝕、鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)、凍融破壞等因素，在不到十年內(nèi)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p壞，損失也是十分驚人的。

進(jìn)入21世紀(jì)后，唐明述越發(fā)關(guān)注仍未得到解決的一系列軟科學(xué)問(wèn)題，對(duì)水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、混凝土的耐久性與安全性以及解決“水泥工業(yè)投資過(guò)熱”的研究提出了寶貴建議。

1998年我國(guó)發(fā)生百年一遇的特大洪澇災(zāi)害。在此之前，長(zhǎng)江、松花江等有些地方已經(jīng)修建了堤壩，但有些堤壩早已出現(xiàn)裂縫，這對(duì)防洪沒(méi)有太大的幫助。唐明述認(rèn)識(shí)到，要在全國(guó)范圍內(nèi)修建永久性的防洪堤壩，將是一項(xiàng)如萬(wàn)里長(zhǎng)城一般的浩大工程。江堤除少數(shù)標(biāo)準(zhǔn)堤外，絕大部分都是泥土堤，因此修筑永久性堤壩的選材問(wèn)題十分關(guān)鍵。唐明述帶著團(tuán)隊(duì)到全國(guó)各地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和研究，向有關(guān)部門(mén)提出了利用工業(yè)廢渣修筑江河湖海的萬(wàn)里長(zhǎng)城的建議。

他根據(jù)中國(guó)的國(guó)情，基于科技發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展的理念，從材料科學(xué)的角度出發(fā)，提出利用工業(yè)廢渣、礦渣、煤灰粉、硅粉，代替熟料生產(chǎn)水泥，不僅節(jié)約能源、資源、保護(hù)環(huán)境，而且能夠改善混凝土的性能，特別是耐久性。他系統(tǒng)研究了鋼渣中RO（鎂鐵固溶體）相的安定性，為鋼渣用作建筑材料奠定了理論基礎(chǔ)。

唐明述還特別指出，不能錯(cuò)誤地將混凝土的強(qiáng)度高當(dāng)成混凝土的耐久性好，而這恰恰是混凝土等建筑材料行業(yè)內(nèi)被普遍接受的觀點(diǎn)。他提倡使用“綠色建筑材料”，把水泥工業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬G色膠凝材料工業(yè)”，并提醒道：利用工業(yè)廢料的同時(shí)，既要注意正面效應(yīng)，還要看到負(fù)面效應(yīng)，如何將負(fù)面效應(yīng)減到最低是值得研究的方向。

連續(xù)15年為新生上“開(kāi)學(xué)第一課”

每年新生開(kāi)學(xué)，南京工業(yè)大學(xué)都要邀請(qǐng)德高望重的教師為新生上“開(kāi)學(xué)第一課”。唐明述當(dāng)選院士后，連續(xù)15年，以深厚的國(guó)學(xué)積淀和心系后生的拳拳之心，結(jié)合社會(huì)和校園當(dāng)下進(jìn)行思考，親自撰寫(xiě)成文，堅(jiān)持不懈為新生上好“第一課”。

“我們有沒(méi)有信心成為國(guó)內(nèi)有影響、國(guó)際有競(jìng)爭(zhēng)力的人才？我們有沒(méi)有努力做到‘于學(xué)無(wú)所遺，于辭無(wú)所假’？我們有沒(méi)有能力做到拒絕平庸，追求卓越？”2011年9月8日，在大學(xué)新生第一課上，唐明述向?qū)W生拋出了三個(gè)問(wèn)題，發(fā)人深思。

數(shù)十年來(lái)，唐明述共培養(yǎng)了18名碩士研究生、30名博士研究生和1名博士后，并努力打造具有國(guó)際一流水平的研究團(tuán)隊(duì)。意識(shí)到最新科技成果對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)的重要性，他充分發(fā)揮自己的外文優(yōu)勢(shì)，翻譯英、德、俄、法、日等五國(guó)大量的外文資料和經(jīng)典原著，帶進(jìn)課堂、科研和生產(chǎn)中。他鼓勵(lì)學(xué)生嘗試新的想法，要求他們不能人云亦云，“不要踩著別人的腳步前行”。他認(rèn)為，作為教師，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中絕不要給學(xué)生“完整”“到頂”的概念，應(yīng)著重啟發(fā)他們提出各種各樣的問(wèn)題，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

“唐老師有句話我一輩子都能記住，就是‘許仲梓啊，要努力啊！就是春節(jié)，上午殺雞，下午還要看書(shū)’。”他的學(xué)生許仲梓說(shuō)，三十多年來(lái)跟隨著老師，走過(guò)無(wú)數(shù)座橋梁礦山，研究過(guò)無(wú)數(shù)大壩碼頭、道路機(jī)場(chǎng)，見(jiàn)了數(shù)不清的人，開(kāi)了記不清的會(huì)，終于為共和國(guó)重大工程的長(zhǎng)壽命，對(duì)子孫后代負(fù)責(zé)任，作出了貢獻(xiàn)。

如今，91歲高齡的唐明述院士依然關(guān)心后學(xué)，在今年南工大“先進(jìn)材料創(chuàng)新訓(xùn)練與科研實(shí)踐”暑期學(xué)校開(kāi)幕式上，他還通過(guò)視頻連線諄諄教導(dǎo)研究生們，要夯實(shí)基礎(chǔ)，學(xué)會(huì)做人，愛(ài)國(guó)愛(ài)黨，為材料科學(xué)躋身世界科技強(qiáng)國(guó)終身奮斗。