科技日報記者 金鳳

近日，經國際小行星中心命名委員會批準，由中國科學院紫金山天文臺發現、編號為578168號的小行星正式以繆昌文之名命名。又一顆“科技之星”閃耀蒼穹。

繆昌文是著名建筑材料專家、中國工程院院士、東南大學教授。他已在混凝土研究領域深耕30余年。他先后帶領團隊參與多個工程建設，包括長江三峽大壩、京滬高鐵、江蘇田灣核電站、港珠澳大橋、南水北調等國家重大工程，以及巴基斯坦卡拉奇核電站、孟加拉國帕德瑪大橋、伯利茲的瓦卡水電站等國外工程。

水泥混凝土是使用量巨大、用途廣泛的人造材料。在繆昌文看來，數字化、信息化、智能化等趨勢，將“重塑”混凝土材料性能。

“進入大數據時代，借助人工智能、大數據等技術，可以設計混凝土內部的結構。最近，我們也在研究如何用人工智能技術，延長混凝土材料的使用壽命、節能減排?！笨姴脑诮邮芸萍既請笥浾咴L談時說，目前重大工程使用的混凝土材料的設計壽命為100—120年，他們希望通過人工智能技術，將混凝土的設計壽命延長到200年。

部分技術達國際“領跑”水平

記者：混凝土是重要的基礎建筑材料。當前，我國的建筑材料的發展在國際上處于什么水平？

繆昌文：混凝土材料是重大基礎設施的重要物質基礎與載體。據統計，我國每年生產80億—100億噸混凝土，產量占全球50%以上，已成為世界上最大的基礎設施建筑材料生產和使用國家。

目前，我國85%的橋梁采用鋼筋混凝土，高速鐵路中混凝土和鋼材占比90%以上，絕大部分水工工程屬于混凝土結構。

在混凝土高性能的應用基礎理論與關鍵技術方面，我國在國際上達到“并跑”水平，部分新材料、新技術在國際上達到“領跑”水平。我國混凝土材料研究水平與應用成果登上了一個新臺階，科研人員陸續攻克了現代混凝土收縮開裂等國際難題，突破了超高性能混凝土關鍵技術，構建了長壽命耐久性提升體系，發明了新一代聚合物外加劑，成果支撐了港珠澳大橋、白鶴灘水電站、深中通道、田灣核電站等國家重大工程建設，對于保障工程百年服役壽命，助力核電、高鐵技術走出國門發揮了重要作用。

然而，需要注意的是，在建筑材料共性基礎理論與前沿工程技術方面，我們和國際頂尖水平還有差距。

記者：您曾帶領團隊為100多項國家重大工程建設提供支撐。在不同時代、不同功能的工程建設中，混凝土發揮的作用是否有差異？如何根據不同需求做出調整？

繆昌文：我們國家重大工程的建設有很強的地域屬性、行業屬性和時代屬性。這些重大工程年代不同、行業有差異，但混凝土應用技術均扮演了至關重要的角色。

在建設三峽大壩時，工程面臨超大體積大壩混凝土溫控問題，溫控做不好，大壩就會產生裂縫。面對工程實際需求，團隊駐扎工程現場，對使用的原材料、配比與外加劑的適應性進行反復試驗，重點控制混凝土中水泥水化導致的溫升值。最終，相關研究成果應用于三峽大壩三期工程中。同時，結合在施工過程中進行溫度控制，確保大壩澆筑后沒有產生一條溫度裂縫，進一步在技術上保障了工程的結構安全。

核電站的核島混凝土是技術要求最高的一類特種混凝土，其混凝土外加劑一直被國外壟斷。我們組建了一支以無機材料與有機化學專業交叉協同的創新團隊，從有機材料分子角度重新構筑外加劑結構。經過反復試驗，我們的成果滿足了工程的技術需求，在田灣核電站核島混凝土中首次實現外加劑的國產化，打破了國外的壟斷，實現混凝土外加劑技術從“跟跑”到“并跑”的進步。

建設港珠澳大橋時，我國的混凝土工程技術自主化水平得到全面提升。例如，沉管隧道最大水深達46米，這對沉管隧道混凝土提出了更高的要求：一方面，要控制混凝土的穩健性和均勻性，還要在數小時內保持混凝土的可泵送性；另一方面，要控制混凝土收縮裂縫的產生。

因此，研究團隊在設計混凝土外加劑時，充分考慮與現場原材料的協同適應，并結合對施工環境變化進行調整，滿足工程技術需求，為港珠澳大橋6.6公里沉管無裂縫作出貢獻。

目前，我們團隊的技術已開始用于海外工程，包括巴基斯坦卡拉奇核電站、孟加拉國帕德瑪大橋、印尼雅萬高鐵等重大工程。我們不斷推動混凝土外加劑與應用技術的創新與發展，也提升了我國混凝土外加劑的國際競爭力。

數字化轉型助力建筑材料發展

記者：建筑材料領域發展趨勢如何，面臨哪些挑戰？人工智能、大數據等技術為建筑材料領域帶來了哪些變革？

繆昌文：高強韌、高耐久、綠色低碳的建筑材料是支撐重大基礎設施安全、長壽、可持續使用的關鍵。當前，高原鐵路與水電站、跨海隧道等戰略性重大工程項目陸續規劃與建設，基礎設施建設的數量、廣度和地域范圍不斷擴展，基礎設施運行服役面臨更加復雜的荷載、更加嚴酷的環境與條件更加極端的應用場景。這些都給建筑材料的發展帶來挑戰。

數字化轉型為建筑材料高質量發展提供了重要支撐。近年來，人工智能技術興起，以高通量計算、大數據庫和機器學習等多源信息結合的數據驅動設計，成為突破傳統局限的新興路徑，并可實現以性能需求指導建筑材料逆向設計。人工智能、大數據等技術可以有效賦能建筑材料的低碳化、綠色化及功能化發展。

未來，這類技術將會更多地應用于建筑材料的設計、開發與應用。我們團隊也在積極跟進相關研究工作，通過建立工程材料大數據庫，開發材料智能設計平臺，實現工程材料的高性能化，保障重大工程的應用需求。

記者：在綠色低碳背景下，您認為建筑材料應該進行哪些科技創新以促進全行業的節能減排？

繆昌文：建筑材料是用量最大的基礎材料之一。建筑材料的低碳、綠色與可持續發展是未來的主要方向。但是目前的建筑材料存在碳排放高、能耗高、資源消耗量大的問題。因此，通過科技創新助力碳達峰碳中和目標達成，意義重大。可以在以下幾方面開展科技創新工作。

第一，從材料源頭減碳，充分利用大宗工業固廢資源，開發新型低碳膠凝體系，減少水泥熟料用量。第二，提升混凝土材料的力學與耐久性能，提高結構承載力、延長服役壽命，在同等條件下節約混凝土的用量。第三，開發新型節能、保溫、儲能材料，例如水泥氣凝膠、儲能混凝土等，減少建筑服役過程中的能耗與碳排放。第四，開發新型、低成本的碳捕集、存儲和利用技術，例如水泥全氧燃燒系統、CO2膜吸收技術等，實現水泥混凝土行業的碳中和。

記者：混凝土開裂是影響建筑安全的“殺手”。在20世紀80年代，該領域的研究處于什么階段？您當時為何要從事這項研究，遇到過哪些挑戰？

繆昌文：20世紀80年代，混凝土裂縫控制技術相關研究尚處于起步階段，主要體現在以下幾個方面：混凝土裂縫控制理論尚未成熟，導致開裂問題難以進行量化評估；此外，混凝土作為一種由水泥、砂石等構成的傳統材料，在當時尚未引入礦物摻合料、外加劑等現代混凝土性能調控技術。

混凝土開裂問題在工程領域是一個迫切需要解決的技術難題。同時，開裂還嚴重影響著結構的耐久性和服役期間的安全性。

我選擇這一研究方向，一方面是為了迎接技術上的挑戰，更為重要的是，我希望能為保障國家工程質量和造福社會貢獻自己的力量。

在研究過程中，我們主要面臨兩方面的挑戰。一方面，裂縫的產生原因極為復雜，需要材料科學與結構工程等跨學科開展跨學科合作，而我們團隊成員起初主要以無機材料專家為主，需要通過學科交叉突破這一局限。另一方面，將一項新技術應用于重大工程項目中，往往需要經過長時間的技術儲備和試驗驗證，這需要我們有敢于實事求是、長期坐“冷板凳”、持續開展研究的心理準備。

可喜的是，通過努力，我們將過去的定性控制裂縫變成了現在的量化計算控制裂縫，在地下隧道工程、橋梁工程、核電工程、大體積混凝土工程中真正實現了混凝土不開裂，把不可能變成了可能。

促進科技與產業“雙向奔赴”

記者：您曾在江蘇省建筑科學研究院和企業工作多年，十幾年前調入東南大學。您為何會作出這些職業選擇？結合您的經歷，您如何理解科技創新與產業創新的融合？

繆昌文：1982年我從南京工學院（東南大學前身）畢業后，進入中國水利水電科學研究院工作，兩年后我又到江蘇省建筑科學研究院工作，一直做到研究院院長。2002年，江蘇推行技術開發型科研機構改制，江蘇省建筑科學研究院建筑材料研究所由事業單位改制為民營企業“江蘇博特新材料有限公司”。改制后，科研人員的活力一下子被釋放出來了。大家努力提高科技創新能力。那幾年，我們一邊加大力度研發混凝土外加劑，一邊廣泛開拓市場，發揮人才優勢和科技優勢，用5年的時間將公司的產值提高了五六倍。

我的祖父是私塾先生，父親是教師，所以我從小就有個當老師的夢想。2011年，我接受東南大學的邀請，進入材料學院工作，終于實現了兒時的夢想。

如果說在研究院和企業的工作，是思考如何從工程中發現問題，在工程中檢驗成果的價值，那么進入高校做研究，則要從基礎理論層面，從材料的機制分析等角度闡釋原理，再指導工程實踐。此前研究院的工作經歷，讓我更加注重從應用層面開展基礎研究，將論文寫在祖國的大地上。

近年來，我們也在嘗試推動材料行業的協同創新，希望以科技創新推動產業創新。在東南大學與同濟大學、清華大學等八所高校及中國建筑股份有限公司等五家企業共同組建的“先進土木工程材料協同創新中心”中，高校和企業頻繁交流學界的研究方向和業界的發展趨勢。有時企業會為高校提供科研經費，供高校進行小試、中試等成果轉化試驗；有時高校會為企業的技術開發進行理論研究、量化分析。這種合作模式為攻關行業關鍵共性技術、解決制約行業發展的重點基礎難題提供了重要支撐。

記者：當前，為了進一步激發科研人員創新熱情，我國鼓勵科研人員創新創業，促進科技成果轉化。對此您怎么看？

繆昌文：我們不要害怕將科研人員推到產業的大海里游泳，要寬容失敗。即使有幾個項目“淹死了”也不要緊，要鼓勵科研人員勇于開展科技成果轉化，將科技成果盡快應用到產業發展中。同時，要向科研人員分配合理份額的成果收益，完善科技成果轉化激勵政策，激發科研人員創新創業的積極性，促進科技與經濟深度融合。對于青年科研人員，要善于引路子、壓擔子、壯膽子，放手讓他們大膽探索。

致青年科技人才

青年科技人才要有思想、對事業忠誠，能干、肯干。

材料的研究涉及交通、建筑、水利水電設施等諸多與人民群眾生活密切相關的領域。青年科技人才要緊盯國家和行業發展需求，凝練科研方向，以科技創新賦能中國建造，建設安全、舒適、綠色、智慧的好房子，滿足人民群眾高品質居住需求。

青年科技人才要有家國情懷，有“春蠶到死絲方盡，蠟炬成灰淚始干”的精神追求，還要有發現問題的敏銳度和解決問題的專業素養，為實現高水平科技自立自強而不懈奮斗。

——繆昌文