楊文科與他的混凝土三階段論

  春天出門，冬天回家，已經(jīng)55歲的楊文科已經(jīng)習慣了這種候鳥般的生活。女兒小時候問他：“爸爸，你看見過咱家門口白楊樹上的葉子嗎？每當你離開家的時候，它還沒有發(fā)芽。等你回來，葉子已經(jīng)落了?！?

  楊文科，是中國民航機場建設集團公司的一名工程師，頭發(fā)花白，身體微胖。自1984年從北京交通大學土木工程系畢業(yè)，他被分配到鐵一局的一個鐵路隧道工地實習，跟著一位老試驗工學習混凝土試件的制作、養(yǎng)護和對質量的觀察判斷，楊文科就愛上了混凝土這一行。就像楊文科愛人所說的：“他這個人的最大優(yōu)點是家里的事全聽我的。家里的任何事他都沒意見，因為他的心思就不在這上面?！?0多年來，楊文科將全部的熱情和理想都奉獻給了工地，獻給了混凝土行業(yè)，并最終總結出獨樹一幟的混凝土三階段論，在行業(yè)內(nèi)引起了巨大轟動。

  積累——秉承實事求是的態(tài)度與專業(yè)精神

  “剛畢業(yè)的前5年，對于我來說十分關鍵?！碧崞鹪阼F一局工作的日子，楊文科充滿了感激之情。作為大型鐵路施工單位，當時的鐵一局有著雄厚的施工技術實力，不僅有學富五車的龐大知識分子隊伍，更有經(jīng)驗豐富的一批技術工人。就是在那兒，楊文科學到了踏實、認真鉆研的精神，學到了最深刻、最精到的混凝土配合比原理中的比表面積法，學到了遇到重大技術問題必須堅持的5個工作步驟。

  “先查大量資料，看看別人是怎么做的；對別人的東西不能盲目相信，要進行實驗室驗證；要明白實驗室數(shù)據(jù)和工程實際是有區(qū)別的，有時甚至還會區(qū)別很大，必須做試驗段來進行進一步驗證；應用到工程實際并做好記錄；完工后進行總結?！碧崞疬@5個步驟，楊文科總是一副不容置疑的表情。

  1984年~1990年，楊文科已經(jīng)參與建造過一個隧道、三座中橋和一座大橋，在秦皇島全面負責柳村區(qū)段站內(nèi)橋梁、涵洞、道路、房屋的建設。也是從那個時候起，楊文科遇到了不少讓自己疑惑的技術難題。

  1986年，鋼纖維混凝土不斷被人提起，常有權威學者到工地上來講課，楊文科所在的處室也申報了一個科研項目，在鐵路高邊坡搞鋼纖維噴射混凝土試驗，楊文科也積極地參加了。然而，試驗進行了5個多月，在進行反復對照試驗后，怎么也做不到權威學者所介紹的加固的效果。最后，科研小組宣布試驗失敗，并得出結論：鋼纖維混凝土除了使工程造價大幅度提高外，對工程質量加固和耐久沒有任何意義。

  “這件事情讓我明白了‘盡信書不如無書’?！睏钗目普f。從那以后，楊文科對書上介紹的科研成果和學術界的一些權威說法，在有條件的時候都會做試驗去驗證，特別是對學術界推出的新技術，他都會堅持用5步工作法去應用、去總結。

  1990年，楊文科被調到一條鐵路線任總體工程師，全面負責該段鐵路的質量、進度等技術工作。這一年，按照國家的相關要求，全國各行業(yè)的建設工地都在轟轟烈烈地推廣在混凝土中添加粉煤灰，鐵一局也成立了專門的推廣辦公室。然而，在兩年的推廣過程中，楊文科卻意外地發(fā)現(xiàn)，在陜西省寶雞市千河火車站、千陽火車站的混凝土道路施工中，加了粉煤灰的混凝土，其實際工程質量明顯低于不加粉煤灰的！特別是有兩條粉煤灰摻量超過30%的場內(nèi)道路，第二年就出現(xiàn)了嚴重裂縫、掉皮等多種問題。

  然而，當時全世界的學術界都認為：粉煤灰對混凝土的質量和耐久性有無窮無盡的良好影響，絕無負面影響，并且提倡加大摻量。這是怎么回事呢？楊文科的頭腦中形成了一個大大的問號。1990年~ 1992年，楊文科不斷地進行觀察、驗證，發(fā)現(xiàn)摻了粉煤灰的橋梁、房屋等工程，混凝土的碳化、干縮都更為嚴重。

  難道學術界錯了？在單位召開的粉煤灰推廣使用技術總結大會上，楊文科寫了一篇論文《試論粉煤灰推廣使用中的問題》，其中心論點有兩個：一是粉煤灰對工程質量和耐久性有許多負面影響，需要通過工程實例進行進一步驗證；二是建議對摻量進行限制，最多不應超過15%。這是他第一次大膽地通過幾個工程實例，對流行的學術觀點提出質疑甚至否定。然而，他把論文投寄給幾家專業(yè)雜志后，卻基本石沉大海，只有一家回了一封“觀點錯誤，不予刊登”的信件。

  實踐——與學術界的斗爭仍未停止

  盡管自己的很多觀點都沒有被業(yè)界所承認，楊文科依然沒有停下質疑權威結論和觀點的腳步。

  1997年，楊文科被調到中國民航機場建設集團。1998年，在新疆的一個機場工地，他試圖將國際上公認的能大幅度提高混凝土的抗拉抗折強度、抗凍抗?jié)B性能的鋼纖維混凝土引入到道路工程中。然而，經(jīng)過半年多的艱苦試驗，卻沒有成功，結論是除了大幅度增加工程成本和加大施工難度外，沒有收到任何改善抗凍抗?jié)B抗折強度的效果。2001年，他在海南的一個機場工地又一次進行試驗，得到的結果是相同的。2003年，在寧波機場工地，他又對聚酯纖維混凝土進行試驗，也得到了與當時學術界完全不同的結果。2003年，楊文科將這些發(fā)現(xiàn)大膽地寫成了《關于我國當前纖維混凝土研究與使用中的問題和誤區(qū)》一文，發(fā)表在《混凝土》雜志上。該文立即在學術界引起了巨大的爭論。

  除了粉煤灰、纖維混凝土的相關問題外，2002年，在新疆一個工地上，他又遇到了堿骨料的問題。經(jīng)試驗，當?shù)氐拇旨毠橇隙加袎A活性，按規(guī)范是不能使用的。這時候已經(jīng)參加工作近20年的楊文科，對權威的說法和學術界的觀點早已不再迷信了。他在認真調查了當?shù)氐脑S多混凝土工程并沒有發(fā)現(xiàn)問題后，就大膽使用了。

  楊文科腦中的一個個問號最終變成一個大大的感嘆號，是2003年他在寧波機場的一個工地任總監(jiān)理工程師時。在工作之余，他有空就會思考著自己的那些發(fā)現(xiàn)。他重新檢查了比表面積法、水灰比原理、鮑羅米公式這些混凝土學科里的基礎理論和公式，發(fā)現(xiàn)都與現(xiàn)在的工程實踐對不上，都有問題。

  看著窗外空地上放著的一臺混凝土泵車，一個想法像閃電一樣出現(xiàn)在楊文科的腦海中：我發(fā)現(xiàn)的那么多理論問題是不是與這些年施工工藝的改變有關？ 于是，他重新下了床，打開電腦，將自己保存的所有技術資料進行對比。對于水灰比的問題，他發(fā)現(xiàn)， 自己保存的1996年以前的資料基本符合權威的水灰比原理，而1996年以后的資料數(shù)據(jù)卻是和全世界公認的、權威的水灰比原理完全相反的。

  他將這些數(shù)據(jù)畫成了一個關系草圖，發(fā)現(xiàn)水灰比和強度的關系分為三個階段，這和學術界公認的原理完全不同。原因主要是自1996年以后，水泥等其他原材料和施工工藝與過去相比，發(fā)生了巨大的變化，而理論上的研究沒有跟上，還是用上百年前的傳統(tǒng)理論來指導行業(yè)，這就出現(xiàn)了他這些年來不斷發(fā)現(xiàn)的問題。隨后，他發(fā)現(xiàn)水泥細度與強度的關系也符合三階段原理，粉煤灰摻量與強度的關系也符合三階段的原理，水灰比與裂縫的關系也符合三階段的原理……他甚至連續(xù)檢查了混凝土學科里十幾個重要的關系式，都符合他總結的三階段原理。

  在隨后的一年里，他不僅將自己近30年來保存的不同工程實踐數(shù)據(jù)進行了對比，而且要來了其他同行朋友的工程實踐數(shù)據(jù)進行比對。最終，他發(fā)現(xiàn)他這些年與學術界意見相左的所有問題幾乎都能用三階段來進行解釋。

  “在鮑羅米時代，混凝土還沒有發(fā)展到第二個階段，鮑羅米公式僅是研究了水灰比的第一個階段的規(guī)律。”楊文科說。楊文科認為，第二個階段是 1996年以后的混凝土階段，也就是“現(xiàn)代混凝土”階段。

  焦點——混凝土三階段論在業(yè)內(nèi)引起轟動

  在總結出混凝土三階段原理后，這么多年來壓在楊文科心頭上的烏云終于散了。2005年4月，楊文科將自己的發(fā)現(xiàn)寫成了一本書。然而，對于這樣一本幾乎全盤否定了現(xiàn)行混凝土學科整個理論系統(tǒng)的書，全國只有3位專家對書作了較高的評價。

  驗證，還是需要驗證！楊文科沒有停下腳步，繼續(xù)深入到工程實際中去驗證。這一驗證又是8年。2006年8月，楊文科帶領團隊，同時在廣州白云機場工地、烏魯木齊機場工地、呼和浩特機場工地和西安咸陽機場工地對干縮問題進行了試驗，試驗的結果再次驗證了他說的“網(wǎng)狀裂縫是一種干縮裂縫，是影響機場跑道混凝土耐久性的重要因素”這個論斷。2007年，在極端寒冷的東北海拉爾機場，在內(nèi)蒙古機場集團的信任和支持下，他與東北一家水泥廠一起，按照自己并不被學術界認可的對水泥問題的觀點，對水泥的生產(chǎn)系統(tǒng)進行全面改造，生產(chǎn)出了他認為“最理想的水泥”，用在了海拉爾的跑道上。至今，海拉爾機場跑道的高質量已經(jīng)成為東北寒冷地區(qū)的標桿。2008年，他來到青海玉樹機場。經(jīng)檢測，當?shù)氐纳笆先坑袎A活性，按照國際學術界公認的觀點和規(guī)范，是不能修機場的?？蓪@一觀點，楊文科持否定態(tài)度。面對當?shù)夭貪h各族干部群眾的迫切盼望，他和團隊在當?shù)馗刹康膸ьI下，調查了當?shù)貛缀跞康幕炷凉こ蹋瑳]有發(fā)現(xiàn)有堿骨料反應破壞的痕跡。在這種情況下，他們大膽決定使用當?shù)厣笆闲藿C場。在機場建成投入使用8個月后的2010年4月，玉樹發(fā)生7.1級地震，所有地面交通全部中斷，正是玉樹機場挽救了無數(shù)人的生命。

  2010年11月，在朋友的介紹下，楊文科的書稿到了清華大學出版社，出版社先后請了三位專家審稿。正像楊文科預感的那樣，三位專家都給出了否定的結論，主要意見集中在“高性能混凝土，真的高性能嗎？”“粉煤灰，真的只有優(yōu)點嗎？”“外加劑——是藥三分毒”三個章節(jié)上。在不斷的反復協(xié)商中，書在撤掉了后兩個章節(jié)后，于2012年6月1日由清華大學出版社出版了，書名定為《現(xiàn)代混凝土科學的問題與研究》。

  誰也沒有料到，此書出版僅一個星期，就在我國土木工程領域傳遍了。僅10天，書就賣光了，出版社立即手忙腳亂地進行第二次印刷。書剛出版了一個月，我國混凝土行業(yè)的權威，由中國建材工業(yè)技術情報研究所和中國硅酸鹽學會聯(lián)合主辦的《商品混凝土》雜志7月開始連載此書。一夜之間，楊文科成了我國土木工程領域的名人。至今，楊文科還記得自己第一次參加重要全國性學術會議的情景。2012年9月，在廈門召開的全國商品混凝土質量技術學術交流會上，他用新奇、尖銳的觀點，驚呆了來自全國各地的專家、教授，并獲得了全場十分熱烈的掌聲。

  2012年下半年，在我國混凝土界，幾乎所有的教授、研究員、工程師都卷入了對楊文科的書的評論與爭吵之中。2012年12月，在清華大學教授廉慧珍的建議下，由中國混凝土協(xié)會出面組織的該書的研討沙龍在北京舉辦。來自清華大學、浙江大學、武漢大學、中國建科院、鐵道部、建設部、交通部、水電部、《商品混凝土》雜志、《混凝土世界》雜志等多個單位的40多位專家學者進行了一天的激烈爭論。

  自2013年至今，他接到了包括香港、臺灣等地的國內(nèi)許多著名大學和學術會議的邀請，他的觀點、思想，被越來越多的人認可和接納。2014年11月，該書的英文版正式出版，面向世界發(fā)行。2015年，該書的第二版在國內(nèi)再次出版。這次修改，將第一版撤下的兩個章節(jié)重新加上了?，F(xiàn)在，再版書以每年一次的速度不斷重印，它在學術上的地位已經(jīng)被廣泛地認可。

  在業(yè)內(nèi)有一定影響的楊文科，提及下一步還有什么打算，他滿懷自信地說：“實踐證明，我的三階段理論，可以大幅度提高機場工程的質量，可以將機場跑道的使用壽命大幅度延長到30年，也可以大幅度延長高速公路、高鐵、碼頭和其他建筑的使用壽命。所以，我要將我的學術觀點推廣到實際工程中去，造福社會?！?