堅(jiān)守至善情懷，探索混凝土之謎
——記廣州大學(xué)土木工程學(xué)院教授焦楚杰

申 娜

2022年8月18日，焦楚杰參加土木工程與材料協(xié)同創(chuàng)新論壇

矛盾是客觀世界普遍存在的現(xiàn)象，建筑業(yè)同樣不例外。建筑業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，建筑材料的生產(chǎn)與運(yùn)輸，建筑廢料的運(yùn)輸與填埋，帶來(lái)了大量的碳排放，危害了綠水青山。但矛盾也是人類進(jìn)步的基石，是事物發(fā)展的源泉和動(dòng)力。推動(dòng)建筑業(yè)的進(jìn)步，需要認(rèn)識(shí)到事物之間的矛盾，并且解決矛盾。

為此，廣州大學(xué)土木工程學(xué)院教授焦楚杰在生態(tài)混凝土領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)探索。他研究的再生混凝土有助于建筑業(yè)的低碳與可持續(xù)發(fā)展；植生混凝土集固化與綠化于一體，既堅(jiān)固，又能適應(yīng)動(dòng)植物生長(zhǎng)，有利于美化環(huán)境和改善景觀；透水混凝土則有利于雨水徑流調(diào)節(jié)、水體凈化、緩解熱島效應(yīng)和吸收交通噪聲，有助于緩解城市洪澇。

求學(xué)與工作多年，焦楚杰一直刻苦努力，矢志不渝，其間悲歡自飲，冷暖自知。而回望過(guò)去20多年科研旅程的起點(diǎn)，這一切要從他在煙臺(tái)的經(jīng)歷說(shuō)起。

心不在“煙”

焦楚杰大學(xué)就讀于華北航天工業(yè)學(xué)院（現(xiàn)為北華航天工業(yè)學(xué)院）工業(yè)與民用建筑專業(yè)，畢業(yè)后被分配到中國(guó)建筑第五工程局煙臺(tái)公司，擔(dān)任技術(shù)員，日出而作，日落而息。這樣一眼看到退休的日子，讓焦楚杰不斷思考人生未來(lái)的發(fā)展。他萌生考研的想法，將目光投向更加廣闊的世界。

下定決心容易，焦楚杰開始備考后才發(fā)現(xiàn)困難重重。當(dāng)時(shí)，普通老百姓還很少能接觸到互聯(lián)網(wǎng)，通信工具主要是固定電話與尋呼機(jī)，煙臺(tái)的書店里考研相關(guān)的書籍也很少。焦楚杰托朋友找到研究生招生簡(jiǎn)章，聯(lián)系外地的出版社郵購(gòu)英語(yǔ)、政治和數(shù)學(xué)的考研資料。在建筑工地，焦楚杰因陋就簡(jiǎn)，潛心學(xué)習(xí)，無(wú)懼嚴(yán)寒酷暑、噪聲灰塵，開始了艱辛的考研復(fù)習(xí)。

焦楚杰把工作之余的時(shí)間都用于考研復(fù)習(xí)，一天都不敢浪費(fèi)。他考研3次，印象最深的是，每次考試時(shí)間都是農(nóng)歷年底，歲暮天寒，朔風(fēng)凜冽，大雪紛飛。焦楚杰每次都頂著清晨風(fēng)雪忐忑地走進(jìn)考場(chǎng)，踩著冰雪在昏黃的路燈光中走回建筑工棚。接下來(lái)，他在春天回暖又漫長(zhǎng)的三、四月，焦急地等待成績(jī)和分?jǐn)?shù)線。

屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)，第三次考研后，焦楚杰終于收到河海大學(xué)的碩士研究生錄取通知書。入學(xué)前一天，他在煙臺(tái)的海邊呆坐良久，回憶著一路走來(lái)的孤獨(dú)、寂寞、疲憊、苦澀與充實(shí)，而過(guò)往的隱痛和哀傷逐漸在潮起潮落中得到撫慰，他的人生有了全新的方向。

苦熬攻博

碩士畢業(yè)后，焦楚杰繼續(xù)學(xué)習(xí)深造。他考取了東南大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)博士研究生，師從孫偉院士。第一次見到孫偉老師，是焦楚杰聯(lián)系報(bào)考博士時(shí)，在東南大學(xué)校園里遇到一位老太太，她個(gè)頭高，精神矍鑠，熱情地為焦楚杰指路。兩人同行了一段路程，焦楚杰才知道這位老太太正是自己要找的博士生導(dǎo)師。“得知我來(lái)自河海大學(xué)，孫老師很高興，說(shuō)河海大學(xué)的學(xué)生力學(xué)功底深厚，而她的課題正需要開展爆炸力學(xué)方面的研究。”焦楚杰回憶道。

孫偉老師治學(xué)嚴(yán)厲，科研嚴(yán)謹(jǐn)。她對(duì)焦楚杰的要求是建立混凝土抗爆模型和完成爆炸沖擊過(guò)程的數(shù)值仿真。

對(duì)于抗爆模型，解放軍某部一位同行嘀咕了一句：“某某院士都未能夠建立。”孫偉老師立即說(shuō)：“那么就建立一個(gè)初步的抗爆模型。”

堅(jiān)信天道酬勤，懷著滴水穿石的毅力和恒心，焦楚杰磕磕絆絆地踏上科研攻關(guān)的崎嶇之路。混凝土抗爆模型，在防護(hù)工程領(lǐng)域?qū)＜覀兊挠∠笾惺俏锢頇C(jī)理模型，然而，爆炸和混凝土材料問(wèn)題都很復(fù)雜，完全用物理學(xué)處理很難，甚至國(guó)外有的專家認(rèn)為這一模型不可能構(gòu)建。如果遵循防護(hù)工程科研的傳統(tǒng)思路，焦楚杰在短短的讀博期間不可能完成此模型。

幸運(yùn)的是，焦楚杰宿舍對(duì)面住的是系統(tǒng)工程專業(yè)的博士生。串門時(shí)，他們常聊起彼此博士學(xué)位論文的進(jìn)展，焦楚杰問(wèn)其為什么不做試驗(yàn)就可以寫出博士學(xué)位論文，對(duì)方回答道：“我研究的是非常玄妙的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。”焦楚杰忽發(fā)奇想，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既然功能強(qiáng)大，能否應(yīng)用于抗爆模型？他旋即另辟蹊徑，學(xué)習(xí)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合了混凝土抗爆炸的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，果然如入桃源勝境、豁然開朗。

當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)從事混凝土的爆炸沖擊過(guò)程數(shù)值仿真研究的學(xué)者很少，公開的中文資料也很少，焦楚杰只能硬啃英文資料。后來(lái)發(fā)現(xiàn)單一軟件的功能不足，焦楚杰對(duì)其進(jìn)行了二次開發(fā)，從而仿真了混凝土爆炸沖擊的過(guò)程。

一日，孫偉老師問(wèn)焦楚杰：“你研究出什么成果了嗎?”焦楚杰立即向其展示混凝土抗爆模型推導(dǎo)過(guò)程以及混凝土抗爆炸沖擊仿真動(dòng)畫。整個(gè)過(guò)程中，孫偉老師一言未發(fā)，但她的表情逐漸舒緩，眼睛逐漸有了神采。

展示之后，沒過(guò)多久，教研室統(tǒng)計(jì)擬畢業(yè)的博士生名單里，焦楚杰的名字赫然在列。接下來(lái)，又是度日如年地等待論文評(píng)閱書，以及緊張答辯，驚喜的是，焦楚杰博士學(xué)位論文的評(píng)審成績(jī)與答辯成績(jī)都是全優(yōu)，他的科研之路迎來(lái)了柳暗花明。

焦楚杰在博士學(xué)位論文的后記中寫著：“博士學(xué)業(yè)的完成，離不開親人的支持與理解。想起家人，感慨萬(wàn)分。祖母病重，擔(dān)心影響我學(xué)習(xí)而久不相告，彌留之際急催，千里速歸，物是人非。父母年邁，三年相逢一春節(jié)，思兒心切，電話聲咽。妻孤處一城，租居陋室，微薄薪水助夫度寒窗。”趙國(guó)藩院士高度評(píng)價(jià)了焦楚杰博士學(xué)位論文的水平：“作者在本專題領(lǐng)域內(nèi)，具有堅(jiān)實(shí)深厚的理論基礎(chǔ)和進(jìn)行高難度的專題試驗(yàn)的能力，所完成的博士論文對(duì)國(guó)防工程采用鋼纖維混凝土的研究，具有重大的參考意義，是一篇理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的、為國(guó)家重大工程服務(wù)的、高水平的優(yōu)秀博士論文。”并且，與評(píng)閱書一起，趙國(guó)藩院士附上了一封信：

行者無(wú)疆

焦楚杰博士畢業(yè)后，到廣州大學(xué)工作。他的生活很簡(jiǎn)單：教學(xué)、科研試驗(yàn)、寫論文，以及申報(bào)專利、科教項(xiàng)目、獎(jiǎng)項(xiàng)。除了春節(jié)之外，其他日子天天如此，這種生活狀態(tài)至今已持續(xù)十多年。

第一次申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，焦楚杰以生態(tài)混凝土抗沖擊性能為題材。但“首戰(zhàn)”并不順利，最終落選。第二年，焦楚杰再次申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。他這次閱讀了眾多中英文參考文獻(xiàn)，嘔心瀝血修改充實(shí)了申報(bào)書，對(duì)內(nèi)容和形式都精雕細(xì)琢，透徹描述國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展、存在的問(wèn)題、發(fā)展趨勢(shì)，清晰介紹研究路線，合情合理進(jìn)行可行性分析，最后形成內(nèi)容豐富的申報(bào)書，終于成功立項(xiàng)。

焦楚杰積累了申報(bào)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)后，觸類旁通，舉一反三，各級(jí)各類科技項(xiàng)目、教學(xué)項(xiàng)目、科技成果獎(jiǎng)、教學(xué)成果獎(jiǎng)，每一年或多或少都有收獲。他多次被邀請(qǐng)到高校、企業(yè)作報(bào)告，介紹科技項(xiàng)目申報(bào)、科技成果提升方面的經(jīng)驗(yàn)。博士畢業(yè)后的第五年，焦楚杰以豐碩的科研履歷順利評(píng)上教授職稱。

評(píng)上教授，不能“躺平”，更應(yīng)力爭(zhēng)上游、奮斗不息。科技成果不能僅僅停留在論文上、局限于實(shí)驗(yàn)室，焦楚杰積極響應(yīng)習(xí)近平總書記的號(hào)召：“廣大科技工作者要把論文寫在祖國(guó)的大地上，把科技成果應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的偉大事業(yè)中。”謹(jǐn)記教誨，他先后承擔(dān)了中建三局委托的多個(gè)科技項(xiàng)目，包括：蒸壓加氣混凝土砌體抗裂砂漿的優(yōu)化配方研制、廣西龍光世紀(jì)大廈項(xiàng)目頂模鋼結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)受力分析及節(jié)點(diǎn)受力分析、貴州省人民大會(huì)堂配套五星級(jí)酒店工程項(xiàng)目鋁合金模板體系研究等。

某項(xiàng)目合同期間，正值暑假，中建三局的技術(shù)人員萬(wàn)大勇先生前來(lái)廣州大學(xué)參觀實(shí)驗(yàn)室，看到焦楚杰和研究生們?cè)诤沽鳑驯车丶庸ぴ噳K，驚訝地說(shuō)：“原來(lái)教授親自做試驗(yàn)啊。”其實(shí)這是焦楚杰的工作常態(tài)。焦楚杰完成的每個(gè)項(xiàng)目都按時(shí)提交厚厚的結(jié)題報(bào)告，有試驗(yàn)研究、理論分析、數(shù)值仿真，圖文并茂。中建三局領(lǐng)導(dǎo)手撫結(jié)題報(bào)告感慨道：“廣州大學(xué)承擔(dān)的科技項(xiàng)目，實(shí)實(shí)在在，值得信任。”

焦楚杰還與廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、江門市水利局開展技術(shù)合作，將生態(tài)混凝土應(yīng)用推廣到廣州市增城區(qū)城北涌行洪排澇工程、惠州市白花河防洪排澇治理工程、江門市西江潭江流域跨界重點(diǎn)支流綜合治理工程、鶴山市水系連通及水美鄉(xiāng)村建設(shè)試點(diǎn)縣項(xiàng)目等水利工程中。

這些工程竣工之后，河流邊坡既堅(jiān)固又綠草茵茵，給當(dāng)?shù)孛癖娞峁┝诵蓍e娛樂(lè)的親水場(chǎng)所。而且與平緩的土河坡相比，生態(tài)混凝土河坡比較陡，河坡占用土地少，節(jié)約大量的征地費(fèi)用，避免了政府與農(nóng)民的征地、拆遷糾紛。江門市三堡河五星村段的生態(tài)混凝土河堤，已成為江門市水美鄉(xiāng)村示范工程、網(wǎng)紅打卡旅游點(diǎn)。基于上述工程應(yīng)用成果，焦楚杰主持的廣東省水利科技創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目“河湖水系生態(tài)堤岸的植生混凝土成套技術(shù)”被廣東省水利廳驗(yàn)收為優(yōu)秀項(xiàng)目，這是廣東省水利廳給予科技項(xiàng)目的、極少的高評(píng)價(jià)。

此后，焦楚杰與珠海春禾新材料研究院開展了密切的產(chǎn)學(xué)研合作，將生態(tài)混凝土應(yīng)用于港珠澳大橋珠海口岸、珠海機(jī)場(chǎng)等工程。以生態(tài)混凝土、綠色砂漿為研究對(duì)象的項(xiàng)目成果，共同獲得了2019年度廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2021年度廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等6項(xiàng)科技獎(jiǎng)勵(lì)。此外，雙方聯(lián)合申報(bào)并獲廣東省教育廳批準(zhǔn)：珠海春禾新材料研究院成為廣東省聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地。2022年7月，珠海春禾新材料研究院董事會(huì)三顧茅廬，聘請(qǐng)焦楚杰兼任該院院長(zhǎng)。

止于至善

作為一名教師，焦楚杰從第一堂課的忐忑緊張，到第一學(xué)期末的如釋重負(fù)，再到如今的坦然信步于教室，已走過(guò)了近20年。豫劇表演藝術(shù)家常香玉的名言是戲比天大，焦楚杰信守的則是“教學(xué)比天大”。

三尺講臺(tái)，是傳道、授業(yè)、解惑的舞臺(tái)，雖不用粉墨登場(chǎng)，卻要提前備課，要在講臺(tái)上做到一絲不茍、精益求精，以爭(zhēng)取每一個(gè)環(huán)節(jié)都精彩，每一次小結(jié)都有亮點(diǎn)。為了激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，焦楚杰以特有的洞察力，敏銳地觀察生活，捕捉到豐富、新鮮的知識(shí)，并且將這些知識(shí)與課堂教學(xué)相結(jié)合，旁征博引，情理相融，觸類旁通，以形成有效的說(shuō)服力和感染力。

焦楚杰多年來(lái)深耕于生態(tài)混凝土領(lǐng)域，取得了可觀的教學(xué)、科研成果。獲得了省部級(jí)教學(xué)、科技成果獎(jiǎng)4項(xiàng)，市級(jí)教學(xué)、科技成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，行業(yè)科技成果獎(jiǎng)2項(xiàng)，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目5項(xiàng)，主持省、部、市級(jí)與企業(yè)委托項(xiàng)目37項(xiàng)，獲國(guó)內(nèi)外專利30項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文162篇，在科學(xué)出版社出版專著1部，培養(yǎng)訪問(wèn)學(xué)者、博士后、博士、碩士71名。

“執(zhí)教多年，我每年都對(duì)講臺(tái)有著新的認(rèn)識(shí)與理解，人生境界也在對(duì)職業(yè)的感悟之中逐漸開闊。”焦楚杰懷著滿腔的熱忱，用慈愛呵護(hù)純真、用智慧孕育成長(zhǎng)，默默耕耘在三尺講臺(tái)，那是屬于他人生的大舞臺(tái)。

閑暇之余，工科出身的焦楚杰喜歡寫散文，他寫的《文學(xué)中的力學(xué)》《心不在“煙”的日子》《教學(xué)比天大》等散文發(fā)表在《廣州大學(xué)報(bào)》上，被評(píng)為“《廣州大學(xué)報(bào)》優(yōu)秀作者”。其中《文學(xué)中的力學(xué)》一文寫的就是焦楚杰借鑒武俠小說(shuō)里的武功招式作為案例，應(yīng)驗(yàn)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程。對(duì)于應(yīng)力波原理，內(nèi)容晦澀難懂，學(xué)生確實(shí)很難理解。焦楚杰聯(lián)想起《射雕英雄傳》的南帝段皇爺“一陽(yáng)指滅燭”的鏡頭。

“一陽(yáng)指”是由丹田真氣積聚通過(guò)手指尖激射而出，一束光波經(jīng)過(guò)，數(shù)米遠(yuǎn)的蠟燭火焰瞬間熄滅。他由此引申：“一陽(yáng)指”正是力以波的形式傳播，波攜帶的力量將蠟燭火焰撲滅。與填鴨式灌輸知識(shí)相比，這雖屬于牽強(qiáng)附會(huì)，但能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

面向未來(lái)，焦楚杰想起母校東南大學(xué)的校訓(xùn)“止于至善”，意思是完善自我，關(guān)愛他者，追求至善，保持卓越。為此，焦楚杰不滿足于眼前取得的成果，他要做的事情還很多。開展更高性價(jià)比的生態(tài)混凝土研發(fā)并推廣應(yīng)用，是他響應(yīng)國(guó)家的“雙碳、兩山”戰(zhàn)略立下的理想和目標(biāo)。