混凝土＋人工智能=？东大缪昌文院士这样说......

高强韧、高耐久、绿色低碳的建筑材料是支撑重大基础设施安全、长寿、可持续使用的关键。当前，高原铁路与水电站、跨海隧道等战略性重大工程项目陆续规划与建设，基础设施建设的数量、广度和地域范围不断扩展，基础设施运行服役面临更加复杂的荷载、更加严酷的环境与条件更加极端的应用场景。这些都给建筑材料的发展带来挑战。

数字化转型为建筑材料高质量发展提供了重要支撑。近年来，人工智能技术兴起，以高通量计算、大数据库和机器学习等多源信息结合的数据驱动设计，成为突破传统局限的新兴路径，并可实现以性能需求指导建筑材料逆向设计。人工智能、大数据等技术可以有效赋能建筑材料的低碳化、绿色化及功能化发展。

未来，这类技术将会更多地应用于建筑材料的设计、开发与应用。我们团队也在积极跟进相关研究工作，通过建立工程材料大数据库，开发材料智能设计平台，实现工程材料的高性能化，保障重大工程的应用需求。

建筑材料是用量最大的基础材料之一。建筑材料的低碳、绿色与可持续发展是未来的主要方向。但是目前的建筑材料存在碳排放高、能耗高、资源消耗量大的问题。因此，通过科技创新助力碳达峰碳中和目标达成，意义重大。可以在以下几方面开展科技创新工作。

第一，从材料源头减碳，充分利用大宗工业固废资源，开发新型低碳胶凝体系，减少水泥熟料用量。第二，提升混凝土材料的力学与耐久性能，提高结构承载力、延长服役寿命，在同等条件下节约混凝土的用量。第三，开发新型节能、保温、储能材料，例如水泥气凝胶、储能混凝土等，减少建筑服役过程中的能耗与碳排放。第四，开发新型、低成本的碳捕集、存储和利用技术，例如水泥全氧燃烧系统、CO2膜吸收技术等，实现水泥混凝土行业的碳中和。

20世纪80年代，混凝土裂缝控制技术相关研究尚处于起步阶段，主要体现在以下几个方面：混凝土裂缝控制理论尚未成熟，导致开裂问题难以进行量化评估；此外，混凝土作为一种由水泥、砂石等构成的传统材料，在当时尚未引入矿物掺合料、外加剂等现代混凝土性能调控技术。

混凝土开裂问题在工程领域是一个迫切需要解决的技术难题。同时，开裂还严重影响着结构的耐久性和服役期间的安全性。

我选择这一研究方向，一方面是为了迎接技术上的挑战，更为重要的是，我希望能为保障国家工程质量和造福社会贡献自己的力量。

在研究过程中，我们主要面临两方面的挑战。一方面，裂缝的产生原因极为复杂，需要材料科学与结构工程等跨学科开展跨学科合作，而我们团队成员起初主要以无机材料专家为主，需要通过学科交叉突破这一局限。另一方面，将一项新技术应用于重大工程项目中，往往需要经过长时间的技术储备和试验验证，这需要我们有敢于实事求是、长期坐“冷板凳”、持续开展研究的心理准备。

可喜的是，通过努力，我们将过去的定性控制裂缝变成了现在的量化计算控制裂缝，在地下隧道工程、桥梁工程、核电工程、大体积混凝土工程中真正实现了混凝土不开裂，把不可能变成了可能。

1982年我从南京工学院（东南大学前身）毕业后，进入中国水利水电科学研究院工作，两年后我又到江苏省建筑科学研究院工作，一直做到研究院院长。2002年，江苏推行技术开发型科研机构改制，江苏省建筑科学研究院建筑材料研究所由事业单位改制为民营企业“江苏博特新材料有限公司”。改制后，科研人员的活力一下子被释放出来了。大家努力提高科技创新能力。那几年，我们一边加大力度研发混凝土外加剂，一边广泛开拓市场，发挥人才优势和科技优势，用5年的时间将公司的产值提高了五六倍。

我的祖父是私塾先生，父亲是教师，所以我从小就有个当老师的梦想。2011年，我接受东南大学的邀请，进入材料学院工作，终于实现了儿时的梦想。

如果说在研究院和企业的工作，是思考如何从工程中发现问题，在工程中检验成果的价值，那么进入高校做研究，则要从基础理论层面，从材料的机制分析等角度阐释原理，再指导工程实践。此前研究院的工作经历，让我更加注重从应用层面开展基础研究，将论文写在祖国的大地上。

近年来，我们也在尝试推动材料行业的协同创新，希望以科技创新推动产业创新。在东南大学与同济大学、清华大学等八所高校及中国建筑股份有限公司等五家企业共同组建的“先进土木工程材料协同创新中心”中，高校和企业频繁交流学界的研究方向和业界的发展趋势。有时企业会为高校提供科研经费，供高校进行小试、中试等成果转化试验；有时高校会为企业的技术开发进行理论研究、量化分析。这种合作模式为攻关行业关键共性技术、解决制约行业发展的重点基础难题提供了重要支撑。