堅守至善情懷，探索混凝土之謎
——記廣州大學土木工程學院教授焦楚杰

申 娜

2022年8月18日，焦楚杰參加土木工程與材料協同創新論壇

矛盾是客觀世界普遍存在的現象，建筑業同樣不例外。建筑業蓬勃發展的同時，建筑材料的生產與運輸，建筑廢料的運輸與填埋，帶來了大量的碳排放，危害了綠水青山。但矛盾也是人類進步的基石，是事物發展的源泉和動力。推動建筑業的進步，需要認識到事物之間的矛盾，并且解決矛盾。

為此，廣州大學土木工程學院教授焦楚杰在生態混凝土領域進行了相關探索。他研究的再生混凝土有助于建筑業的低碳與可持續發展；植生混凝土集固化與綠化于一體，既堅固，又能適應動植物生長，有利于美化環境和改善景觀；透水混凝土則有利于雨水徑流調節、水體凈化、緩解熱島效應和吸收交通噪聲，有助于緩解城市洪澇。

求學與工作多年，焦楚杰一直刻苦努力，矢志不渝，其間悲歡自飲，冷暖自知。而回望過去20多年科研旅程的起點，這一切要從他在煙臺的經歷說起。

心不在“煙”

焦楚杰大學就讀于華北航天工業學院（現為北華航天工業學院）工業與民用建筑專業，畢業后被分配到中國建筑第五工程局煙臺公司，擔任技術員，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的發展。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現困難重重。當時，普通老百姓還很少能接觸到互聯網，通信工具主要是固定電話與尋呼機，煙臺的書店里考研相關的書籍也很少。焦楚杰托朋友找到研究生招生簡章，聯系外地的出版社郵購英語、政治和數學的考研資料。在建筑工地，焦楚杰因陋就簡，潛心學習，無懼嚴寒酷暑、噪聲灰塵，開始了艱辛的考研復習。

焦楚杰把工作之余的時間都用于考研復習，一天都不敢浪費。他考研3次，印象最深的是，每次考試時間都是農歷年底，歲暮天寒，朔風凜冽，大雪紛飛。焦楚杰每次都頂著清晨風雪忐忑地走進考場，踩著冰雪在昏黃的路燈光中走回建筑工棚。接下來，他在春天回暖又漫長的三、四月，焦急地等待成績和分數線。

屢戰屢敗，屢敗屢戰，第三次考研后，焦楚杰終于收到河海大學的碩士研究生錄取通知書。入學前一天，他在煙臺的海邊呆坐良久，回憶著一路走來的孤獨、寂寞、疲憊、苦澀與充實，而過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

碩士畢業后，焦楚杰繼續學習深造。他考取了東南大學結構工程專業博士研究生，師從孫偉院士。第一次見到孫偉老師，是焦楚杰聯系報考博士時，在東南大學校園里遇到一位老太太，她個頭高，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師。“得知我來自河海大學，孫老師很高興，說河海大學的學生力學功底深厚，而她的課題正需要開展爆炸力學方面的研究。”焦楚杰回憶道。

孫偉老師治學嚴厲，科研嚴謹。她對焦楚杰的要求是建立混凝土抗爆模型和完成爆炸沖擊過程的數值仿真。

對于抗爆模型，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：“那么就建立一個初步的抗爆模型。”

堅信天道酬勤，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的崎嶇之路。混凝土抗爆模型，在防護工程領域專家們的印象中是物理機理模型，然而，爆炸和混凝土材料問題都很復雜，完全用物理學處理很難，甚至國外有的專家認為這一模型不可能構建。如果遵循防護工程科研的傳統思路，焦楚杰在短短的讀博期間不可能完成此模型。

幸運的是，焦楚杰宿舍對面住的是系統工程專業的博士生。串門時，他們常聊起彼此博士學位論文的進展，焦楚杰問其為什么不做試驗就可以寫出博士學位論文，對方回答道：“我研究的是非常玄妙的人工神經網絡。”焦楚杰忽發奇想，人工神經網絡既然功能強大，能否應用于抗爆模型？他旋即另辟蹊徑，學習人工神經網絡，結合了混凝土抗爆炸的試驗數據進行研究，果然如入桃源勝境、豁然開朗。

當時國內從事混凝土的爆炸沖擊過程數值仿真研究的學者很少，公開的中文資料也很少，焦楚杰只能硬啃英文資料。后來發現單一軟件的功能不足，焦楚杰對其進行了二次開發，從而仿真了混凝土爆炸沖擊的過程。

一日，孫偉老師問焦楚杰：“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過程以及混凝土抗爆炸沖擊仿真動畫。整個過程中，孫偉老師一言未發，但她的表情逐漸舒緩，眼睛逐漸有了神采。

展示之后，沒過多久，教研室統計擬畢業的博士生名單里，焦楚杰的名字赫然在列。接下來，又是度日如年地等待論文評閱書，以及緊張答辯，驚喜的是，焦楚杰博士學位論文的評審成績與答辯成績都是全優，他的科研之路迎來了柳暗花明。

焦楚杰在博士學位論文的后記中寫著：“博士學業的完成，離不開親人的支持與理解。想起家人，感慨萬分。祖母病重，擔心影響我學習而久不相告，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，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。”趙國藩院士高度評價了焦楚杰博士學位論文的水平：“作者在本專題領域內，具有堅實深厚的理論基礎和進行高難度的專題試驗的能力，所完成的博士論文對國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研究相結合的、為國家重大工程服務的、高水平的優秀博士論文。”并且，與評閱書一起，趙國藩院士附上了一封信：

行者無疆

焦楚杰博士畢業后，到廣州大學工作。他的生活很簡單：教學、科研試驗、寫論文，以及申報專利、科教項目、獎項。除了春節之外，其他日子天天如此，這種生活狀態至今已持續十多年。

第一次申報國家自然科學基金項目，焦楚杰以生態混凝土抗沖擊性能為題材。但“首戰”并不順利，最終落選。第二年，焦楚杰再次申報國家自然科學基金項目。他這次閱讀了眾多中英文參考文獻，嘔心瀝血修改充實了申報書，對內容和形式都精雕細琢，透徹描述國內外研究進展、存在的問題、發展趨勢，清晰介紹研究路線，合情合理進行可行性分析，最后形成內容豐富的申報書，終于成功立項。

焦楚杰積累了申報國家自然科學基金項目的經驗后，觸類旁通，舉一反三，各級各類科技項目、教學項目、科技成果獎、教學成果獎，每一年或多或少都有收獲。他多次被邀請到高校、企業作報告，介紹科技項目申報、科技成果提升方面的經驗。博士畢業后的第五年，焦楚杰以豐碩的科研履歷順利評上教授職稱。

評上教授，不能“躺平”，更應力爭上游、奮斗不息。科技成果不能僅僅停留在論文上、局限于實驗室，焦楚杰積極響應習近平總書記的號召：“廣大科技工作者要把論文寫在祖國的大地上，把科技成果應用在實現現代化的偉大事業中。”謹記教誨，他先后承擔了中建三局委托的多個科技項目，包括：蒸壓加氣混凝土砌體抗裂砂漿的優化配方研制、廣西龍光世紀大廈項目頂模鋼結構施工平臺受力分析及節點受力分析、貴州省人民大會堂配套五星級酒店工程項目鋁合金模板體系研究等。

某項目合同期間，正值暑假，中建三局的技術人員萬大勇先生前來廣州大學參觀實驗室，看到焦楚杰和研究生們在汗流浹背地加工試塊，驚訝地說：“原來教授親自做試驗啊。”其實這是焦楚杰的工作常態。焦楚杰完成的每個項目都按時提交厚厚的結題報告，有試驗研究、理論分析、數值仿真，圖文并茂。中建三局領導手撫結題報告感慨道：“廣州大學承擔的科技項目，實實在在，值得信任。”

焦楚杰還與廣東省水利電力勘測設計研究院、江門市水利局開展技術合作，將生態混凝土應用推廣到廣州市增城區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支流綜合治理工程、鶴山市水系連通及水美鄉村建設試點縣項目等水利工程中。

這些工程竣工之后，河流邊坡既堅固又綠草茵茵，給當地民眾提供了休閑娛樂的親水場所。而且與平緩的土河坡相比，生態混凝土河坡比較陡，河坡占用土地少，節約大量的征地費用，避免了政府與農民的征地、拆遷糾紛。江門市三堡河五星村段的生態混凝土河堤，已成為江門市水美鄉村示范工程、網紅打卡旅游點。基于上述工程應用成果，焦楚杰主持的廣東省水利科技創新重點項目“河湖水系生態堤岸的植生混凝土成套技術”被廣東省水利廳驗收為優秀項目，這是廣東省水利廳給予科技項目的、極少的高評價。

此后，焦楚杰與珠海春禾新材料研究院開展了密切的產學研合作，將生態混凝土應用于港珠澳大橋珠海口岸、珠海機場等工程。以生態混凝土、綠色砂漿為研究對象的項目成果，共同獲得了2019年度廣東省科技進步獎二等獎、2021年度廣東省科技進步獎二等獎等6項科技獎勵。此外，雙方聯合申報并獲廣東省教育廳批準：珠海春禾新材料研究院成為廣東省聯合培養研究生示范基地。2022年7月，珠海春禾新材料研究院董事會三顧茅廬，聘請焦楚杰兼任該院院長。

止于至善

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

三尺講臺，是傳道、授業、解惑的舞臺，雖不用粉墨登場，卻要提前備課，要在講臺上做到一絲不茍、精益求精，以爭取每一個環節都精彩，每一次小結都有亮點。為了激發學生強烈的求知欲，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，并且將這些知識與課堂教學相結合，旁征博引，情理相融，觸類旁通，以形成有效的說服力和感染力。

焦楚杰多年來深耕于生態混凝土領域，取得了可觀的教學、科研成果。獲得了省部級教學、科技成果獎4項，市級教學、科技成果獎2項，行業科技成果獎2項，主持國家自然科學基金項目5項，主持省、部、市級與企業委托項目37項，獲國內外專利30項，發表學術論文162篇，在科學出版社出版專著1部，培養訪問學者、博士后、博士、碩士71名。

“執教多年，我每年都對講臺有著新的認識與理解，人生境界也在對職業的感悟之中逐漸開闊。”焦楚杰懷著滿腔的熱忱，用慈愛呵護純真、用智慧孕育成長，默默耕耘在三尺講臺，那是屬于他人生的大舞臺。

閑暇之余，工科出身的焦楚杰喜歡寫散文，他寫的《文學中的力學》《心不在“煙”的日子》《教學比天大》等散文發表在《廣州大學報》上，被評為“《廣州大學報》優秀作者”。其中《文學中的力學》一文寫的就是焦楚杰借鑒武俠小說里的武功招式作為案例，應驗力學知識點的教學過程。對于應力波原理，內容晦澀難懂，學生確實很難理解。焦楚杰聯想起《射雕英雄傳》的南帝段皇爺“一陽指滅燭”的鏡頭。

“一陽指”是由丹田真氣積聚通過手指尖激射而出，一束光波經過，數米遠的蠟燭火焰瞬間熄滅。他由此引申：“一陽指”正是力以波的形式傳播，波攜帶的力量將蠟燭火焰撲滅。與填鴨式灌輸知識相比，這雖屬于牽強附會，但能夠促進學生對知識的理解。

面向未來，焦楚杰想起母校東南大學的校訓“止于至善”，意思是完善自我，關愛他者，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。開展更高性價比的生態混凝土研發并推廣應用，是他響應國家的“雙碳、兩山”戰略立下的理想和目標。