德重仰高求真唯實，鳳鳴高崗風范永存
——緬懷中國混凝土制品專業創建人之一、
同濟大學資深教授黃士元先生
2022年以來，共和國的數位專家相續逝世，離開了他們最深愛的科研事業，我們痛別了一位又一位國家棟梁。10月28日，我們失去了這樣一位為祖國建筑材料行業發展做出杰出貢獻的代表與領軍人物——我國水泥混凝土著名學者、混凝土制品專業創建人之一、同濟大學資深教授黃士元先生，于2022年10月28日上午因病逝世，享年90歲，愿黃先生一路走好！
深切 · 緬懷
同濟大學資深教授黃士元先生于2022年10月28日上午逝世，享年90歲。黃士元先生是我國著名材料學科專家、混凝土學者，中國混凝土制品專業創建人之一，同濟大學資深教授，長期從事建筑材料特別是水泥和混凝土制品的教學和研究。曾獲全國科學大會獎，國家發明獎，上海市科技進步二等獎，中國混凝土與水泥制品行業終身貢獻獎等。發表學術論文100余篇，出版專著和譯著各一部。1997年至2002年，黃士元教授和我國在水泥和混凝土材料科學方面的專家楊南如教授等編著并出版了《近代混凝土技術》一書。
在2015年中國混凝土與水泥制品行業終身貢獻獎頒獎禮上，徐永模會長寫下這樣的頒獎詞——
“這是一位學貫中西的先生。在50多年的教學與科研實踐中，他先后在哈爾濱工業大學、同濟大學等五所大學任教，在瑞典皇家工學院和日本東京工業大學從事混凝土科學研究。
上世紀70年代，他在國內首創混凝土冬季施工外加劑，獲得全國科學大會獎勵，直到今天仍在北方廣泛應用，解決了北方混凝土道路抗凍性問題；
他求真唯實，從不人云亦云，對影響我國混凝土耐久性的各種原因進行深入研究，確認并堅持了鋼筋銹蝕是導致我國混凝土結構開裂破壞的主因，為提高我國混凝土工程耐久性確定了技術路線；
他帶領研發團隊開發的引氣劑，引領了我國混凝土引氣劑的發展，在加氣混凝土、抗凍融破壞混凝土、混凝土泵送劑等領域得到廣泛應用；
他對磨細砂在高強混凝土管樁中的應用及其作用機理的研究，確定了采用蒸壓工藝時磨細砂作為材料配合比的關鍵組分??”
北上求學，追夢無悔
1950年，新中國剛剛解放不久。17歲的黃士元同時被哈爾濱工業大學電機系和清華大學化工系錄取。出于對老解放區的向往，以及對建設祖國大好河山的期待，黃士元選擇了松江之畔、規格嚴格的哈爾濱工業大學。而那時從上海到哈爾濱，坐火車需要96個小時。
當時的哈工大，是我國第一個完全效仿學習蘇聯教育模式的高等院校，采用六年學制，第一年學俄文預科，第二年開始學5年制本科。從教學計劃到教材、實驗報告，所有教學環節完全采用蘇聯的教學模式，很多教師都是蘇聯專家和中長鐵路留下來的蘇聯教授。1952年，恰逢全國院系調整，哈工大采礦系和冶金系合并，黃士元先生被分配到土木系的工民建專業。1956年，黃士元成為我國最后一期被授予工程師學位的畢業生，并被學校分配留校擔任助教。
畢業后，黃士元先生沒有立刻投入學校的工作，而是選擇在東北第三工程公司進行歷練。而他上班后遇到的第一個困難便是解決當時蘇聯援建的哈爾濱電機廠紅磚供應不足的問題。通過整理并參考蘇聯文獻，黃士元先生提出了采用大孔無砂混凝土技術解決這一困境，并成功應用于哈爾濱電機廠宿舍樓。該研究成果《大孔無砂混凝土用于墻體材料》刊發在1957年的哈工大學報上，這是黃士元先生人生中的第一篇論文。從此他便開啟了與混凝土材料的不解之緣。
1959年，蘇聯為了推動裝配式混凝土的發展，在高校開設裝配式混凝土構件專業。國內清華大學、同濟大學、天津大學和哈工大也相繼成立國內第一批成立“裝配式混凝土構件”專業。據黃士元回憶，“那些學校都是老教授在籌建這個專業，比如同濟大學的黃蘊元教授、清華大學的江作昭教授；哈工大任命我為建材教研室主任籌建這個專業，而我當時只是一個小助教。”新專業的老師基本上來自土木系施工教研室和建筑材料教研室。
“裝配式混凝土構件”專業是一個很寬泛的專業，它的力學學習和工民建一樣，要學理論力學、材料力學、結構力學，和工民建不同之處是不學彈性力學。因為這個專業還涉及材料，所以還要學習化工專業的基礎課，如普通化學、分析化學、物理化學、膠凝材料、陶瓷材料等。這個新專業相當于要學兩個專業的課程，土木專業從力學學到鋼筋混凝土結構，化學專業從化學基礎學到膠凝材料。畢業后，學生既可以開發水泥基材料和混凝土制品，也可以直接去設計院參與工民建結構設計。“這種情況在現在是難以想象的”。從1957年開始，哈工大工民建專業的學生在學習兩年工民建專業后就被調到混凝土制品專業學習；1962年，哈工大有了混凝土制品專業的第一屆畢業生。
混凝土制品專業成立后，教學工作逐漸步入正軌。此時黃士元先生又埋頭開始了他的科研工作。他用石灰和粉煤灰制備了泡沫混凝土，并在1962年采用該種墻體材料建造了兩棟實驗樓。沒想到，其中一棟樓用了兩年后就“凍”壞了，而另一棟用了20年。這兩棟樓后來成了黃士元的“心病”，時至今日說起來還自責“犯了急功求名浮夸不實的錯誤。”在以后的教學工作中，每每給學生講課，他都要把這個失敗的案例講給學生聽，以此作為教訓和警示。這件事對黃士元的觸動非常大，使他下決心致力于混凝土的抗凍研究。
在哈工大期間，黃士元先生與哈爾濱低溫建筑研究所（今哈爾濱寒地建筑研究所）展開合作，利用該所的實驗設備，與金樹新一起研究寒冷地區混凝土的冬季施工。他從基本理論研究入手，研究“拉烏爾定理”如何應用于混凝土以降低混凝土的冰點。成功研制出用“亞硝酸鈉+硫酸鈉+三乙醇胺”配制防凍劑并在北方地區推廣使用，并一直沿用至今。這項工作的亮點在于：混凝土的內部結構不會被破壞，且能在低溫下繼續水化，并可有效降低混凝土的冰點、防止鋼筋銹蝕。該防凍劑很快在北方地區推廣并一直沿用至今。這項技術在我國第一屆科學大會上獲得表彰。1975年，時年42歲的黃士元調任武漢建材學院，從上大學到留校任教，黃士元在冰城哈爾濱工作生活了整整25年，他把最美的青春年華都獻給了祖國最東北端的這片黑土，詮釋了一名共產黨員在特定歷史條件和艱苦的環境下攻堅克難、敢于創新的“北大荒精神”，黃士元先生的道德情操、意志品格和工作作風將永遠激勵著我們在建設有中國特色社會主義的道路上奮勇前進。
西行訪學，潛心鉆研
1979年，在武漢建材學院黨委書記和院長的鼓勵和支持下，黃士元先生考取了改革開放后第一批公費出國的機會，到瑞典皇家工學院水泥混凝土研究所進行學術訪問。在此之前，黃士元接觸和學習到的都是蘇聯的水泥和混凝土的文獻。到瑞典后，他開始接觸大量歐洲的混凝土文獻，拓寬了水泥混凝土知識的視野。在瑞典做訪問學者期間，黃士元選擇了在當時尚屬世界前沿水平的課題“粉煤灰水泥水化及其漿體微觀結構的研究”。然而，瑞典有關部門領導聽完開題報告后卻否決了這個課題，因為瑞典沒有火力發電廠，自然也沒有粉煤灰。同時瑞典皇家工學院水泥混凝土研究所所長表示，課題可以做，但是沒有經費支持。就這樣，黃士元利用研究所的設備和波蘭進口的粉煤灰開展課題研究，并發表研究成果。他用半定量X射線衍射研究了粉煤灰水泥的水化規律，用電鏡觀察了粉煤灰與周圍水泥水化層結合的微觀結構，并指出在水泥熟料中摻入10%粉煤灰完全不影響水泥的性能及表面白度。
瑞典水泥公司認為其研究成果很有價值，希望能推廣他的研究成果，但也尊重他的知識產權。為此，這家水泥公司還為黃士元提供經費，前往墨西哥參加國際混凝土會議，并安排他在美國和加拿大進行學術訪問，與國際同行切磋交流并建立密切的學術聯系。這種待遇在當時對于一名來自中國的訪問學者是十分少見的。這足以證明，黃士元對粉煤灰的研究堪稱是一個開拓性和引領性的成果。
在瑞典期間，黃士元不僅在學術上獲得了肯定和支持，同時也收獲了與國外同行的友誼。至今仍令他念念不忘、感慨不已的，是國外同行待人真誠友善，工作認真敬業，對科學執著追求。黃士元說，瑞典皇家工學院水泥混凝土研究所所長是一個國際知名大教授，其薪酬大部分繳了稅，但他對工作盡職盡責，沒有絲毫怨言，很令人敬佩。
那時，上海建筑科學研究院沈旦申已提出“粉煤灰的微集料反應作用”的觀點。黃士元通過試驗證明了這一觀點的正確性，其意義在于充分利用粉煤灰本身高強度的特點。粉煤灰本身的顆粒強度很高，但早期水化很慢，當水泥水化物與粉煤灰顆粒界面結合得很好時，粉煤灰水泥的強度就會很高，說明粉煤灰的微集料作用在后期作了很大的強度貢獻。這給粉煤灰微觀結構的理論提供了依據。這個課題在當時產生了很大的影響。
歸國返鄉，開拓創新
黃士元說，搞科研一定要實事求是，要用數據說話，用事實說話。1981年，黃士元先生回國后即在杭州召開的混凝土情報網會議上作學術報告，建議研發粉煤灰混凝土。他來到上海建筑科學研究院，與江殿程、沈旦申、谷章昭一拍即合，共同推廣粉煤灰混凝土。他們開展大量的科研工作，研究粉煤灰混凝土的碳化問題。經過大量的研究和試驗，他們一致認為，粉煤灰最高和最優摻量為20%；大摻量粉煤灰更適用于海港工程和水利工程。
1985年，52歲的黃士元離開武漢建材學院，闊別上海35年的他終于回到故里，調任到上海建材學院（后并入同濟大學）。無論在哪里工作，黃士元都會從基礎科研抓起，將理論和實踐緊密聯系在一起。當時上海建材學院剛剛成立，黃士元一切從零開始，與吳學禮、楊學兵和朱蓓蓉等老師組建科研團隊，創建了材料工程研究所。他首先發明了三萜皂甙新型引氣劑，并率先開展了三萜皂甙新型引氣劑用于泵送混凝土的研究。為了論證這種新型引氣劑的應用效果，凡事都親力親為的黃士元找到上海一高層建筑物做試驗，分別采用摻加三萜皂甙新型引氣劑的混凝土和普通混凝土進行泵送。結果，摻入新型引氣劑的混凝土很快立竿見影，泵壓迅速下降。至此，黃士元心里已經很有把握了。
“三萜皂甙新型引氣劑的研究與應用”于1992年獲得上海市科技進步二等獎。黃士元將這項研究的配方貢獻給上海楊浦大橋、南浦大橋、東方明珠、金茂大廈的混凝土泵送工程，均獲得成功。在當時的泵機條件下，混凝土泵送一次泵送高度達180米（東方明珠電視塔）和300多米（金茂大廈）實屬不易。
高層泵送混凝土除了要有好的設備，摻加引氣劑也很關鍵，引氣劑引入的微細氣泡能夠大大減小混凝土流動時與管壁的摩擦。在北方，引氣劑是最好的抗凍劑，如青藏鐵路混凝土就必須摻加引氣劑，否則混凝土在嚴酷的環境下會很快被破壞；在南方，引氣劑是最好的泵送良劑。因為沒有申請專利，所以現在生產三萜皂甙的工廠有很多。黃士元先生卻從不不介意，他表示自己從不申請專利，他希望自己的發明成果能夠得到推廣，造福社會，為企業和社會帶來效益。他對現在很多人在介紹外加劑時不說明其基礎成分的做法很不理解，認為這不利于混凝土技術的發展。“一個學者應該心無旁騖搞科研，如果總想著名利之事，就不可能取得什么大成果。”
黃士元一再強調，三萜皂甙新型引氣劑的產業化還要感謝蔣文昌先生，他是一個地地道道的農民，也是一個優秀的高中畢業生，他在新型引氣劑的生產和推廣應用中起到很大的作用。
崇尚科學，求真唯實
北京西直門立交橋破壞原因分析，黃士元先生就北京三元立交橋和豐臺橋梁廠生產的軌枕的裂縫提出了獨到見解，認為融雪鹽導致的鋼筋銹蝕是主要誘因。同一時期，英國也出現了軌枕裂縫的問題。英方有兩種觀點，一種認為是堿骨料反應的結果，另一種認為是養護的問題。最后經試驗研究證明是養護問題所致。黃士元那時剛好在英國出差，獲知這一信息后，回國向吳中偉院士作了匯報；并向中國鐵道科學研究院建議，解決軌枕養護問題的方法就是把養護溫度降低至60°C以下。1999年，為迎接國慶50周年，北京西直門立交橋重建。吳中偉院士在病床上電告黃士元，讓他盡快到北京市市政工程局去闡述自己的觀點，重新做設計方案。黃士元說，作為中國混凝土第一專家，吳中偉院士臨終前還惦記著這件事，他是一個真正的令人敬重的科學家。在不同意見和壓力面前，黃士元堅持自己的觀點，求真唯實，用事實說話，用數據證明，這是一個真正講科學的學者的精神和態度。
1996年，上海建材學院并入同濟大學。1999年，黃士元第一個提出關于早期裂縫的研究并撰寫文章《混凝土的早期裂縫》，發表在《混凝土》雜志上。這篇文章說明了混凝土裂縫是由混凝土內部溫差和內部收縮引起的；混凝土強度越高，就越容易開裂。這個觀點雖然解釋了混凝土強度高容易引起開裂的現象，卻無法解釋“混凝土強度高，那么抗裂縫能力也應越強”的說法。求真求實的鉆研精神使黃士元不斷思索著這個新命題。他想起在瑞典時，水泥混凝土研究所所長給一個研究員出了個題目，叫做“混凝土最最最早期的性能”，研究混凝土一開始凝結時的性能。受此啟發的黃士元找出當時的研究報告，發現早期彈性模量的提高是快于抗拉強度的。沿著這條思路思考下去，黃士元茅塞頓開。原來，“變形×彈性模量”是破壞力量，強度是抵抗破壞的力量，雖然混凝土早期強度高了，但彈性模量高得更快，所以破壞力量就大于強度力量。為此，黃士元專門發表了第二篇文章，解釋了這個困惑已久的問題。
2000年，黃士元從工作了50年的教學崗位上退休下來。雖然不再承擔教學工作，但他卻并未停下自己大半輩子從事的混凝土科研工作。退休后的他仍活躍在許多國家重點工程項目中:與學生謝永江合作，指導青藏鐵路工程全線使用三萜皂甙引氣劑，解決了青藏鐵路混凝土抗凍耐久性難題；為三峽大壩混凝土工程耐久性提出一些建議；幫助中國鐵道科學研究院制定客運專線混凝土規范；與郭保林合作，為青島海灣大橋工程解決銹蝕和鹽凍問題、提供咨詢服務??，他還多次應邀參加重大工程技術方案論證。
針對預應力高強混凝土管樁，黃士元在上世紀九十年代與廣東宏管樁廠的何耀輝一起，研究發明了磨細砂在管樁中的應用及其作用機理，提出管樁中摻30%的磨細砂最好，并一次生產試驗成功，很快得到推廣，節約了大量水泥資源。退休后，他又與廣東三和管樁有限公司的韋澤林、魏宜齡及清華大學的路新瀛教授合作，通過深入研究，首次指出了蒸壓工藝對高強混凝土管樁耐久性的不利影響，為進一步提高混凝土管樁的耐久性指明了方向；根據這項研究，廣東三和管樁有限公司生產出第一批免蒸壓高強混凝土管樁。
2013年，八十歲高齡的黃士元先生登上北京一棟十幾層高的高樓施工現場，參觀學習北京高強混凝土公司楊榮俊領導的鋼板混凝土自流平工程項目。施工工人看到后對他嘖嘖稱贊。這是他最后一次親臨工地現場。
踐行初心，甘于奉獻
黃士元先生本出生于一個小康之家，但抗日戰爭爆發，家道中落。讀高中時家里已經負擔不起他的學費。但他憑借優異的成績，黃士元考取了“叔蘋獎學金”，順利完成了高中的學業。“叔蘋獎學金”是由熱心教育和公益的慈善家顧乾麟先生創辦的。黃士元作為“叔蘋獎學金”的獲得者和受益者，不僅牢記“得諸社會，還諸社會”作為自己的座右銘，并在50多年的教研工作中付諸實際行動。
在科研中，黃士元為我國混凝土工程安全和耐久性做出了重要貢獻，受到我國混凝土工程界的高度評價。在教學中，他不僅傳授知識，而且以自己對科學求真務實的精神和誠實善良的做人品質感染和影響著學生。在生活中，黃士元先生桃李滿天下，培養了無數在國家發展和民族復興之路上的建設者和接班人。他不僅關心他們的事業，還關心他們的生活；他有很多忘年交的生輩，使他晚年生活很愉快。談到為師之道，他認為，老師和學生就是同事和朋友的關系，是互相學習互相幫助的關系；作為老師，要尊重學生的知識產權，希望學生強過老師，這樣科技才會有發展；作為學生，搞科研就要嚴格、嚴謹，絕不能弄虛作假，要尊重別人的成果，這是科研道德準則的問題。
作為一名老師，他多次寄語當代青年學生一切要獨立思考。在社會生活中要學會甄別獲得消息的真偽，不被新聞媒體中夸大、虛假的信息誤導。在專業學習上面，黃士元先生多次叮囑大家，科研是一定要往踏實的道路走，要下到每一個項目去研究，雖然過程中有時有痛苦，但這是一個研究人員的基本素養。
在剛剛結束的黨的二十大中，習近平總書記強調要堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力，深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略，開辟發展新領域新賽道，不斷塑造發展新動能新優勢。作為一名擁有69歲黨齡的老黨員和革命理想主義者，黃士元先生將畢生獻給了祖國科技事業創新與人才培養。他的入黨初心源于對黨和國家的熱愛，而他最初的理想就是到艱苦的地方扎根，做一名土木工程師，服務國家建設、為中華民族偉大復興的強國夢貢獻自己的力量。而為了踐行這樣的初心，黃士元從畢業一直到80歲都沒離開過工廠、工地，他堅守理想信念，把自己的一生都奉獻給混凝土科技發展與科教興國事業。
黃士元先生在多次報告與訪談中，深切寄語廣大青年黨員：要端正自己的入黨動機，要堅決擯棄功利主義的思想。“勤勤懇懇做事，踏踏實實做人，無論工作還是生活都要做到實事求是。”聽黨話，跟黨走！他做到了對自己的要求。作為一名學者、師者，黃士元先生崇高的精神品格和道德素養深深激勵了一代又一代混凝土人。讓我們深切緬懷這位新中國混凝土行業的開拓者，永遠紀念混凝土學界泰斗黃士元先生！
（整理自：魏潔《混凝土世界》（2016.02）；同濟材料“百+行動校友談”《黃士元：勤勤懇懇做事，踏踏實實做人》）
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整理 / 李春錦 袁樂瑯
編輯 / 袁樂瑯 蔣泓米
