马克俭:克勤克俭

2018-04-10 06:13黔社宣
民主与科学 2018年6期
关键词:克俭空间结构石膏

◎ 黔社宣

乐府诗曰:克勤克俭,无怠无荒。

《尚书·大禹漠》又云:克勤于邦,克俭于家。

勤俭节约之美德,兴国兴邦,福泽子孙。

人如其名。现年85岁的马克俭,投身建筑领域的教学、科研及科技成果转化工作60载,勤勤恳恳,在“俭”上大做文章。

他坚信,勤奋才是成功的秘诀。

“花最少的钱盖最好的房子”,是他最大的追求。

长期以来,在建筑工程新型结构体系方面,结合贵州省省情,通过理论与实践相结合的工作方法,马克俭做了大量开拓创新工作,并取得显著成效。他提出的“装配整体式空间钢网格盒式结构新体系”,遵循“循环经济三原则”(节能减排、可持续性发展、资源化、节约土地),成为房屋建筑结构体系开拓创新的典范,具有“转变经济增长方式”的积极作用。他的研究成果在全国23个省(市、区)的大跨度建筑以及高层建筑中实际应用面积达到200多万平方米,节约工程成本2亿以上。

结缘贵州,创新空间结构技术

马克俭大半生都在贵州,与贵州可谓有缘更有情。

1933年,马克俭出生在湖南岳阳县新墙河北岸一个名叫马店的小山村。父亲马恕从黄埔军校长沙分校毕业后即投身国民党军队,辗转各地,后到台湾,直至去世。自出生起,马克俭就没有见过父亲的面。在他3岁那年,母亲因病早逝,他来到新墙河南岸荣家湾的吴文高屋场外婆家生活。

吴文高屋场是清代文学家吴敏树的出生地,位于洞庭湖畔,依山傍水,一派绮丽的田园风光。在那里,马克俭与外婆、舅舅一家过着简朴而宁静的日子。可惜,平静的生活并没有维持多久。1939年下半年,日寇发动湘北会战。战火中,家园已无容身之地,马克俭开始了颠沛流离的逃难生涯。1940年,他在广西桂平进入当时由李宗仁夫人郭德洁创办的“广西桂林儿童教养院”,并随儿童教养院逃难至遵义。1946年随院返桂林途中经过贵阳时,恰逢贵阳市战时中学(现贵阳一中)招生,高小尚未毕业的马克俭考入该校,在初中部度过了相对平静的3年时光。

1949年初中毕业后,他回到岳阳老家,在荣家湾任小学教师两年多,音体美语文数学什么课都教。1952年,马克俭考入岳阳建设中学(现岳阳一中)读高中。1954年高中毕业时,一位老师对他说,新中国百废待兴,建筑领域急需人才,建议他读建筑专业。最终,马克俭以优异的成绩考入中南土木建筑工程学院(现湖南大学土木系)。

1958年大学毕业之际,马克俭这一批学有专长的大学生成了“抢手货”。学校号召毕业生到祖国最需要的地方去,班上有人请马克俭说说贵阳的情况,他便向大家介绍了那个还没有汽车的城市。

别人问他:“贵阳你去吗?”

他斩钉截铁地回答:“去!”

有人带头就有人响应。于是,全校有30多名毕业生去了贵州。

冥冥中或有天意,马克俭重回贵州,并在当时刚刚建校的贵州工学院扎下了根。当时与马克俭一同分来的年轻教师有七八十位,如今,大部分人都离开了贵州,只有寥寥几人留下,而马克俭是唯一一位到现在还在学校工作的人。60年弹指一挥,从贵州工学院到贵州工业大学、贵州大学,马克俭亲历了那一代科技工作者的酸甜苦辣,也见证了贵州60年来的沧桑巨变。

1976年“文革”结束,已虚度10年光阴的马克俭抱着知识分子就应该为国家作贡献的朴素想法,开始涉足当时国内刚刚起步的空间结构研究领域,并逐步把自己的研究运用于实践,注重将成果转化为现实生产力。很快,马克俭便在空间结构领域崭露头角,不少省外高校和高薪求贤的公司向他伸出橄榄枝,但都被马克俭一一婉言谢绝。离开,会有更好的工作环境,更多的科研经费,更高的生活待遇,但马克俭忘不了这片在战乱时期养育自己3年的土地,舍不得奉献了几十年的大学,更放不下在贵州的事业。这片土地欠发达、欠开发,但他知道,自己的根已深深扎入贵州高原,并与之融为一体。

上世纪八九十年代,国内的空间结构领域研究主要以钢网架为主流,很多沿海城市的大跨度建筑使用的都是这种体系。而贵州山区气候潮湿,在工业与公共建筑中,18—30米跨度的建筑占大多数。为降低造价,节约成本,根据贵州实际情况,马克俭开始琢磨设计一种新的体系。经过无数次研究实验,他研制开发了“钢筋混凝土空腹网架结构”“钢筋混凝土空腹夹层板楼盖结构”“现浇混凝土空心大板楼盖结构”等大柱网、大跨度新型钢筋混凝土空间网格结构。这种新型空间结构优势突出,既满足大开间、大柱网、灵活划分房间的需要,又实现了安全合理、低造价、低成本的目的,在贵州省推广使用,取得了良好的经济效益和社会效益,并逐步成为国内空间结构研究和实践领域的主流。

马克俭的设计有三条原则:一是结构受力体系简洁合理且造价低廉,二是承载方式安全可靠,三是兼顾建筑物的美观大方。2003年,他继续攀登创新高峰,相继发明“大跨度新型张弦空间桁架结构”“大跨度短撑杆新型张弦桁架结构”等6种预应力钢网格体系,并应用于新型大跨度屋盖结构中。随后,通过反复试验,他又提出相关楼板的精确分析方法—矩形网格板法和实用分析法,并获得国家专利。该成果应用于贵阳世贸大厦,节约工程造价2000万元。这项拥有自主知识产权的专利技术,既有普通大板结构的建筑功能,还有降低屋高的优点,被大面积推广使用。

面对国内外建筑业新兴科技,马克俭既注意吸收又不盲从。2003年底,在应邀参加四川省重点工程“成都新世纪国际会议中心”大跨度钢结构工程投标时,他所领导的科研团队经过周密论证,放弃了呼声正高的日本某大学开发的张弦梁结构专利技术,而采用贵州省省长基金项目“大跨度下弦管内预应力空间管桁架结构”参加竞标。最终,经国内设计大师和权威专家组成的技术评定组评定,马克俭团队提出的方案排名第一,一举中标。2005年,该工程建成使用。

“我这个人,最喜欢动脑子,喜欢摸索新的东西。”不断挑战传统观念、创造全新的空间结构技术,是马克俭最大的爱好。

变废为宝,创新建筑材料

在人们心目中,木头、砖、瓦、灰、沙石是建造房子的基本材料,即便在近代,钢筋混凝土早已代替木头成为房子的受力结构,粘土砖仍然是墙体的主力军。

一直在创新之路上寻求突破的马克俭挑战并打破了这个传统,只源于一句话。

那是一份中共中央的文件,其中提到一句“工业固体废渣资源化”。看到这句话时,马克俭心潮涌动,他首先想到的是贵州的两大磷化工企业—瓮福集团公司和开磷集团公司所排出的那些磷废渣。作为亚洲最大的磷化工基地,每年,瓮福集团生产磷酸产品后都要排出大量垃圾,这些名叫“二水石膏”的垃圾不仅占据着良田好土,更重要的是,它对生态环境造成了污染。瓮福集团公司也一直为如何彻底解决污染问题而深感苦恼。

—个大胆的设想在马克俭脑海中产生:能不能把那些磷酸产品废渣转化为资源优势呢?他又瞄准新的目标,提出“磷石膏位模板的密肋式剪力墙结构”方案,变贵州省内两大磷矿基地生产磷酸的工业废渣为宝,使其成为建筑工程的主材和辅材,既降低工程造价,又保护青山绿水,契合推进“自主创新”和“生态文明”的国家战略。

通过实地调研,马克俭发现瓮福集团公司每年所排放的磷酸产品废渣约200万立方米,转化为磷石膏后,每年可建造节能住宅900万平方米,节约粘土砖11亿块。贵州开磺集团公司每年排放的废渣数量同样惊人。此外,我国的火电站在燃煤发电排烟过程中,需要大量石粉脱硫,这些脱硫后的石粉转化为脱硫石膏。磷石膏和脱硫石膏均与天然石膏同性,如果将这些废渣转化成建筑材料,那将是建材产业的一次革命、环境保护的一个亮点,其意义不言而喻。

2006年,马克俭开始介入“磷石膏在建筑工程中的应用”研究。他设想像浇灌混凝土那样,直接把磷石膏浇灌成墙体,甚至可以把混凝土框架包裹在石膏墙里,以解决保温隔热的问题。2007年,马克俭领导的贵州大学空间结构研究中心成立课题组,与贵州大学化工学院着手展开磷废渣转化为建筑材料的理论分析和科学试验,瓮福集团公司董事长何浩明向马克俭表示,准备修建的职工宿舍楼,将作为课题组的试验“基地”。

马克俭先在300平方米的试验样房施工演练。他充分利用混凝土网格式框架墙结构这一成果,大胆突破,直接将磷石膏浇灌做成墙体,采取分层分段浇制石膏和混凝土的新工艺。这一工艺不仅使石膏浆液全部填充网格内部,而且还使混凝土网格式框架的立柱及横梁包裹的厚度达25毫米,具有保温、隔热、隔音的建筑节能功效。采用磷石膏现浇的网格式框架墙和磷石膏模壳钢筋砼空腹大板,每户在一块大板楼盖上用轻质石膏砌块灵活划分居室,所形成的节能小高层建筑与常规框架结构的小高层住宅建筑对比分析,“石膏房”节约工程造价5%~6%,用量与混凝土的用量几乎持平。如果把石膏家族中的脱硫石膏也用来造房子,那么,“石膏房”的节能特性将更加突显。

试验成功,马克俭兴奋不已:“现在许多企业都来找我合作了。”由于石膏废渣取代了粘土砖,每年可节约几十万亩土地。这在大力推进生态文明建设的当下,具有重要的战略意义。

产学研相结合,注重科研成果转化

回顾自己的创新之路,马克俭概括为“理论与实践结合”“教学、科研、生产相结合”。

众所周知,自然科学研究需要设备和资金,但马克俭却很少向国家、向学校要经费,他有自己的秘诀,就是产学研结合,使科研成果转化为现实生产力,通过成果转化获得必要的科研经费。

在马克俭看来,科学研究不能停留在书本上、论文上,而是要把成果转化为扎扎实实的生产力,这才是科学研究的根本目的和真正乐趣。

1985年,马克俭的成果首次应用于贵阳市花溪区一所疗养院的食堂修建工程。从那以后,他的作品一个接一个:东北最大的超市长春欧亚商场、成都新世纪国际会展中心展览馆,贵阳最高的超高层五星级凯宾斯基酒店、贵阳世贸广场、大十字环形人行天桥,以及青海省西宁市劳动大厦、新疆自治区库尔勒市国际购物中心……从北到南,从东到西,他的创新成果在各地的高楼大厦上频频运用。

1985—2007年,在贵州、四川、广东、广西、湖南、安徽、青海、新疆、吉林、河南、上海、深圳等10余个省(市、区 ),他的新型空间结构体系在实际建筑工程中运用达200多万平方米,节约建设资金上亿元。其中,成都新世纪国际会展中心项目节省工程投资1310万元;贵阳世贸广场获“中国楼盘创新大奖”“CIHAF04年度中国最佳写字楼”等荣誉。

当一个人全身心投入某项事业中,就会淡化甚至忘记物质享受,马克俭就是这样的人。熟悉他的人都知道,一件衣服他要穿好几年,手机也是过时的老款式,吃饭常常是随便解决。妻子不在家时,他自己煮碗面条匆匆吃下,放下碗又投入到忙碌的工作中。“别人是为生活而工作,而马老师是为工作而生活”,这是学生对他的评价,也是他生活的真实写照。

涉足空间结构领域40余载,马克俭带领研究生团队,撰写专题研究报告10多本(近110万字),在国内外发表论文100多篇,出版专著4部,地区规程3册,国家规程1册;先后有40多项科研成果通过设计转化为实际工程,多项原创性科研成果通过工程实践应用实现了产业转化。马克俭以主持人身份获国家科技进步三等奖1项、贵州省科技进步一等奖2项、建设部科技进步二等奖1项、中国钢协科技进步二等奖1项、贵州省科技进步三等奖6项。1996年至今,马克俭获国家发明专利及实用新型专利共计115项,全国发明展览会金牌奖2项,全国创造发明竞赛一、二等奖各1项,香港柏灵顿(中国)教育基金会第四届孺子牛金球奖1项,其他奖项合计76项。他还培养了40余名硕士、10名博士,有的学生已经成长为教授、省管专家,形成一支老中青结合的学术梯队。

由于在空间结构领域的突出贡献,马克俭两次荣获贵州省劳动模范称号及五一劳动奖章(1994年、1996年),一次获全国劳动模范称号及五一劳动奖章(1997年)。2013年10月,马克俭获中国建筑学会“突出贡献奖”,同年12月获中国钢协“终身成就奖”;2014年8月获“河北省院士特殊贡献奖”,同年10月获中国钢结构协会颁发的“中国钢结构叁拾周年领军人物”称号;2017年11月获中国钢结构协会颁发的“最高成就奖”。

由于时代背景所限,马克俭40多岁才开始真正从事空间结构研究,“对于想成就一番事业的人而言,机遇永远不嫌晚。”多年来,马克俭在我国空间结构领域的多项设计创新,使得他成为该领域当之无愧的大师级人物。

如今,85岁的马克俭与时俱进,开拓创新,仍在孜孜不倦教学、做研究。他的办公桌上永远堆满了图纸。

“搞科研对于我来说是一种乐趣而不是负担,科研是我生命的动力。”马克俭平静地说,“我只是想为贵州,为国家实实在在地做点事。”

(九三学社贵州省委供稿)

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