小程故事｜呵护20载，混凝土“奶爸”的养育心得
编者按：习近平总书记在中央人才工作会议上的重要讲话中指出，必须坚定人才培养自信，造就一流科技领军人才和创新团队，培养具有国际竞争力的青年科技人才后备军。哈工程深入实施人才优先发展战略，涌现一批心怀国之大者，矢志服务国家需求，立大志、明大德的优秀青年教师。小程故事专栏选取了这些教师中的典型代表，讲述他们的成才故事、成长路线、成功经验，以激励引导更多青年教师快速成长为一流领军人才。
人物简介 /Profile/
吕建福，男，副教授，硕士生导师，主要从事海洋混凝土生物防腐蚀机理与应用技术、混凝土体积稳定性等方面的教学和研究。承担和完成NSFC-山东联合基金重点项目、青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金项目等科研项目10余项，发表高水平论文30余篇，第一发明人授权国家发明专利27项，欧美日韩布局国际专利12项，正在主持编制团体标准1部，指导学生获得中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国家级铜奖、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛国家级三等奖、全国生态混凝土创新设计应用大赛一等奖等10余项。本硕博均毕业于哈尔滨工业大学，先后进入哈尔滨工业大学、美国弗吉尼亚理工大学、哈尔滨工程大学等三所高校博士后流动站开展高水平研究。
你知道一粒沙、一捻土要经过怎样的变化之后，才能变成坚固的混凝土吗？新拌混凝土就像临产的宝宝，终凝到7天是婴幼儿期，8到27天是青少年期，28天到服役结束是壮年期及老年期，就像孩子成长一样，不同时期要给予混凝土不同的细心呵护，他才能快乐健康地长大，长成我们需要的“栋梁之材”。
大家好！我是航天与建筑工程学院的老师，吕建福。说起对混凝土的研究，特别是对于生态混凝土的研究，我很是感慨，因为“他”不仅承载着我过往的青春，也接续着我对未来的憧憬。从科研火花的点燃到研究方向及路径的基本形成，从意气风发到两鬓斑白（虽然我年龄并不大），情陷“混凝土”二十余载，我被同事称为混凝土“奶爸”!
与导师的辩论
2005年底，刚读博士的我在跟随导师去南海进行海洋工程调研时，发现一些工程上附着有致密的海洋生物膜，与同类未附着海洋生物膜的工程相比，其抗腐蚀能力明显增强。这种大自然和混凝土巧妙结合产生的现象激发了我浓厚的研究兴趣。那时候如何增强海洋环境下混凝土材料的耐久性是一个前沿方向，国内外相关研究都处在一个探索阶段。
回到学校正赶上国家自然科学基金项目的申报，在导师的指导下，我开始着手准备有关海洋生物对混凝土腐蚀影响方面的基金申报。申报书撰写的过程就是“自虐”的过程，推翻、重启、查找、阅读、分析、打磨，再推翻、再重启……我进入了一个无限循环的“怪圈”，感觉时刻游走在崩溃的边缘。因此，跟导师“犟嘴”或者也可以叫“辩论”就成了那段日子的“调味剂”。之前从来都是导师说什么我做什么，没有意识，也没有底气去跟导师争论，随着我在这海洋生物对混凝土腐蚀影响方面研究的深入，我产生了很多疑问，加之我较真的个性，在基金本子打磨沟通过程中常常与导师争得面红耳赤，我甚至感觉导师有时候在故意跟我“抬杠”，他乐在其中。
记得一次，我跟导师在讨论申请书中是否将“混凝土碳化作用作为海工混凝土性能评价指标之一”方面产生了争执，当时巴老师直接说“海洋环境下混凝土的碳化作用不明显，为何要加入？”幸亏那段时间我把海洋环境下混凝土耐久性进行了突击学习，立即回复道“虽然碳化在海洋环境下表面上看来不是主导的破坏因素，但是碳化使混凝土碱度降低会促进氯离子的渗透，从而加剧钢筋混凝土的腐蚀”，巴老师又接着问“即使是这样，测氯离子不就够了吗?”我继续提出我的观点“氯离子和碳化作用同时评价才能更清晰海洋环境下氯离子传输机制，才更可能制备出更适宜海洋环境的混凝土”……我感觉自己都要急了，说到这里老师突然间乐了，“理不辩不明，你不能仅仅因为我的或者哪个专家的一句质疑，就轻易否定自己的观点，做学问就应该有这种敢于质疑的精神。”
指导过程中，巴老师从不直接告诉我答案，反倒是经常问“你是怎么认为的？你想怎么解决？为什么？”当时这种问题常常弄得我“抓狂”。随着慢慢地收获成长，我逐渐领悟到巴老师是在有意识地培养我独立思考、敢于质疑的能力。今年我的导师巴恒静已经84岁高龄了，但他老人家仍然坚守在工作岗位上，致力解决很多高难度的工程问题，我也还会跟以前一样，与他保持这种互动，常常因为某个问题在电话中辩论，争得“乐此不疲”。
我记得这个基金申请书是到了截止日期的早上8点才打印提交，最终不仅成功获得了立项，在评审中还获得了三个A的认可（当时工材学部只送3个专家评审，全是A的情况很少见），也顺理成章地成为我的博士研究课题。
“愿你阅尽千帆，归来仍是少年”，这是今年我的研究生毕业时，我送给他们的十二个字。这句话也同样是生活对我的馈赠，“世界上只有一种真正的英雄主义，那就是在认清生活的真相后依然热爱生活”。当我真正爱上“混凝土”，看见的就不再是满身的尘土和疲惫，而是满园的风景和无限的乐趣。
陌生人的帮助
2006年基金成功立项，短暂的欣喜之后，我立刻投入到了研究中，因为当时哈工大土木工程学院没有海洋微生物的实验条件和离海太远、取样困难，在导师的引导下，我转战青岛中国科学院海洋研究所，跟随莫照兰研究员进行微生物相关研究。
微生物对于我来说是一个完全陌生的领域，一直用铁锹取原材料的我要迅速适应使用高精度移液枪来取几微升的试剂的转变，一切需要从0开始。那段时间我寻找一切可以学习提升的机会，从微生物的分类、海洋微生物种属、青岛近海微生物种属的自学开始，积极参与莫老师实验室的同学做的各种实验，甚至去听过生化试剂销售的讲座。就这样分秒必争的过去了两个月，可算基本分清楚了微生物、细菌、病毒的区分，同时也明白了引物设计、PCR、测序等核心的概念，以及试验的一些操作要点和步骤。细菌的分离和鉴定在莫老师课题组的帮助下也有很大的进展。
一切仿佛都很顺利，突然间卡在藤壶的种属鉴定问题上。当时国内藤壶种属鉴定方面的学者较少，可参考的资料有限，特别是对于我们是非生物专业，更是无从下手。于是，我就去海洋所里的标本馆参观学习，看到了很多藤壶的标本都是任先秋老先生取样和制作的，我非常兴奋，终于找到一个可以为我很好答疑解惑的先生，便迫不及待地去拜访他。但不巧的是，一个月内找了他五次都没有找到人。
直到第六次，我去找他的时候，一个女老师可能是被我的执着打动了，就告诉我，原来任老一直在南海出差，大约3个月才能回来。无奈我只好把样品给她，她答应帮我冻在样品柜里，等任老回来帮我鉴定。我悻悻地走了，说实话当时对这事儿也没抱太大希望。就这样，过了大约3个月左右，我自己都把这件事情忘记了，2008年正月里的一天，我正在家聚会，突然接到一个青岛的陌生电话，我茫然间接起，“你好，是吕建福吗？我是海洋所任先秋，你留在所里的样品我分析和比对了之后，混凝土试样表面的藤壶种属为白脊藤壶和东方小藤壶，没有其它的种属，其中东方小藤壶为优势种属……”
就这样两个操着不同方言的人，就我不太熟悉藤壶的问题聊了好久。直到放下电话时我还处于惶恐之中，真是有点“受宠若惊”，一位素未谋面的长者专家、一份并不相识之人的嘱托、3个月之久的间隔，任老和那位不知道姓名的女老师可能并不知道，他们的这个“无意”的举动，给了刚刚走上科研道路的新人莫大的鼓励，每每想起此事，心中总是一股暖流涌现……
这个照片是我博士论文的致谢部分，当时参加答辩的评委老师看了致谢后调侃到：“看来，你做课题时麻烦了不少人啊！”在青岛进行实验的两年时间里，不管是取样工程的选择、取样设备的支持、试件成型实验室的提供，海洋微生物、生物鉴定，实海暴露试验场地的提供和实海实验试件的固定和看护等，数十位老师、师兄和校友，10余家单位都给予了极大的支持……无以为报，唯有即使风尘仆仆也要孜孜不倦，方可聊慰己心。
自掏腰包的科研
随着研究的逐渐深入，我发现牡蛎不仅可以大幅度提升海洋钢筋混凝土的耐久性，还可以很好地进行海洋生态环境的修复，是海洋生态修复的天然“工程师”，在国家海洋生态保护和生态修复需求的牵引下，我继续深耕基于牡蛎的海洋工程生态混凝土的研究。
但是由于项目不是很成熟，我的研究没有得到任何的资助，所有的实验经费都是我自己掏钱进行研究。为了保证研究的可持续性，必须自己在实验室建立海洋生物附着实验平台。那段时间因为需要购买不同品种的海藻、消毒剂、养护箱，我成了道外区花鸟市场的常客，那里的小商贩都认识我，只是他们把我当成退休遛弯的老大爷。
同时，我还通过各种渠道从各沿海地区寻找牡蛎苗，反复地做着相同的实验，尝试找到牡蛎苗能成功地附着在混凝土表面的实验条件，检验混凝土是否能快速诱导附着牡蛎等等，很可惜几次实验都失败了。这期间前前后后投入了近10万元，我爱人调侃我说，“你这做的真是不一样的科学研究啊，忙得看不到人不说，还得自己往里面搭钱。”每当听到这些话，我也只能苦笑一下。别看爱人这么说，但是掏钱她从不阻拦，我想，爱我的她，更明白我的热爱。
失败了也不能放弃呀，还是要寻找失败的原因，是不是碱性太强影响了牡蛎的生长？需要进一步实验的验证，这就意味着又一轮财力、人力、物力的投入。天有不测风云，一向健康的母亲突然被查出癌症住院、几乎同时岳母也被查出癌症住院、家里还有我那可爱的刚出生的丫头需要照顾……一下子增加的经济、体力、思想的压力让我结结实实地体验了一把“中年危机”，实验研究不得不暂时停止了。在我成长的过程，爸爸妈妈坚毅的性格一直影响着我，特别是妈妈的抗癌过程中，妈妈以其乐观的心态和坚毅的性格与癌中之王的胰腺癌抗争了一年、两年、五年，到现在已经十年过去了，这几乎是一个奇迹。妈妈可能不知道，年老多病而又乐观坚毅的她一直以她特有的方式支持和鼓励着我，给予我极大的帮助和保护，让我做着自己喜欢的事情，无惧风雨与坎坷。
黎明之前总是最黑暗的，这样才能显出日出的耀眼。家里老人身体逐渐恢复，经济压力有所缓解之后，我又投入到研究当中来。随着研究成果逐渐显现，我获得了青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金、中国科学院海洋大科学研究中心重点项目等资助。经过多年的积累，我和我的课题组成员共申报21项国内专利，目前已授权14个，在欧美日韩布局12个国际专利，在国际专利五大局都进行了专利的布局，形成核心技术的保护，防止了外国技术垄断和卡脖子的现象的出现，更加奠定了在该领域的技术全球领跑的地位。但在此过程中，由于疫情的全球肆虐，一些科研项目经费减缩，使得我不得不再次自筹50万元才保证专利的申请顺利完成。目前，基于海洋固着生物的防腐蚀技术的相关研究成果也开始在各个海岸线上进行工程应用实验，工程应用正在加速推进，这将在大幅度提升海洋钢筋混凝土工程结构抗腐蚀能力的同时，进行海洋生态环境的修复，从而大幅度降低碳排放，助力我国的“碳达峰、碳中和”战略。
混凝土宝宝的诞生
2017年我负责土木工程材料课程的讲授，这是门专业核心课程。上课时，我发现学生们对于“水泥水化”理解起来很困难，甚至影响到对课程的兴趣。怎么样才能够让学生们更好地理解这个现象呢，这个问题困扰了我好一段时间。有一天，我在家里电脑前盯着屏幕，思考一个问题入了神，3岁的女儿来到我身边说“爸爸抱”，我一时间没有反应过来，“姑娘，来妈妈抱”妻子嗔怪到“你爸哪里还顾得上你，混凝土才是你爸的孩子。”我突然被触动了，是啊，“水泥水化”的过程就像一个孩子成长的过程一样呀！混凝土宝宝就这样诞生了！
“水泥、水泥混凝土与人一样，具有感知环境的能力，适宜的温度和湿度环境下其强度随着龄期增加而增加；特别是新拌混凝土（刚搅拌好，还具有流动性）像临产的宝宝，浇筑后终凝的混凝土则是新生儿，需要良好的养护，才有可能变成高强、耐久的高楼大厦、道路桥梁。”我把知识这样讲给学生们听，学生们原本茫然的脸色柔和起来，一些同学们抬起头来，身体慢慢靠向桌前，学生们感兴趣了。
我接着顺着这个思路讲下去，“混凝土根据龄期进行分类：可分为新拌混凝土（临产的宝宝），终凝到7天（婴幼儿期），8天到27天（青少年期）和28天到服役结束（壮年期及老年期）。水泥混凝土中的水泥在很长时间内都会持续水化，强度逐渐增加，就像婴儿慢慢长大一样。”“水泥混凝土中的水泥水化可以持续多长时间？”突然间一个学生提问到，“从几天到几个月，几年，几十年甚至到一万年都有可能”，我回答。“那水泥水化需要的温湿度最好是多少？”“水泥水化放热使水泥混凝土的温度可以升高到多少度?”“为什么大体积混凝土内会这么高的温度？”学生们五花八门的问题不断涌现，课堂被瞬间激活。
为了持续推动学生们对土木工程材料的认知和热爱，2017年，我创建了混凝土俱乐部并担任指导老师。俱乐部成员参加的每一次比赛，大赛规则解读、实验方案制定、试件成型指导、实验数据分析以及实验再次优化，包括答辩PPT的制作，每个环节我都一定亲自参加，跟进指导。五年来，俱乐部的成员获得中国土木工程学会高校优秀毕业生奖和提名奖各1名，中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国家级铜奖、“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛国家级三等奖、黑龙江省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖、“挑战杯”黑龙江省大学生创业计划竞赛、全国生态混凝土创新设计应用大赛一等奖等10余项奖项；指导的本科生发表高水平论文2篇；参与申请国家发明专利15项和国际专利5项，等等。
一位混凝土俱乐部毕业的学生说：“11号楼靠近启航一侧三楼的第六个窗户的灯光几乎每天都会陪伴他们放学，在他们想放弃或者不努力的时候，想到了那盏灯光和可能仍在实验室里老师穿梭的身影，就很快会振作起来，这也成为他们的信念和坚持的明灯。”我想，这或许是教育的魅力所在，“教学最后的产物不是老师得到了什么，而是学生到底学到了什么”。
“驼铃响过之处，宝船扬帆的那片海，更大的梦想正在竞发。”生态混凝土研究凝聚着我20载的人生，也指引我这不“砼”人生。我愿将毕生之学，付于砼土之中，呵护“混凝土”成长，为“一带一路”国家战略贡献自己一粒沙的力量。
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编辑 | 高明
统筹 | 于欣欣
来源 | 小程故事工作室
朗读 | 乔凯
音频处理 | 乔凯
音频统筹 | 李颖超
排版 | 雒婧璠
责编 | 霍萍
审核 | 吕冬诗 金声