王棟民：我國聚羧酸減水劑領域的開拓者_資深專家_精英

王棟民，1965年出生于山西省朔州市山陰縣，工學博士學位，中國礦業大學（北京）化學與環境工程學院教授、博士生導師，混凝土與環境材料研究所所長。武漢工業大學材料學專業學士（1985）、碩士（1988）、中國建筑材料科學研究總院博士（2002）。1988年至2003年在中國建筑材料科學研究總院從事科研和技術開發工作,歷任助理工程師、工程師、高級工程師（1995）、研究室主任(1999)、教授級高工（2002），2003年9月調入中國礦業大學（北京）從事教學和科研工作。研究方向主要有：材料的精細化工合成、化學外加劑和高性能水泥混凝土材料；工業、礦業固體廢棄物處理與生態環境建筑材料制備。先后獲得全國建材行業、北京市人民政府和中國資源綜合利用協會科學技術一等獎1次、二等獎5次、三等獎2次。獲得國家發明專利3項。出版學術專著5部。培養畢業博士后、博士和碩士研究生22人，在讀31人。研究成果和專利技術在全國上千項重大結構工程中應用，為國家建設創造了巨大的經濟效益和良好的社會環境效益。

生活在今天的人們無疑是幸運的：我們可以坐上時速400公里的高速列車體驗陸地飛行；可以跨上京津城際軌道享受公交般的便捷；可以駛上杭州灣跨海大橋領略天塹變通途；可以走進奧運鳥巢感受作為中國人的自豪；當然，還有越來越多的人們搬進高樓、住進新居······

朋友，您可知道，今天我們能夠擁有這一切，絕不是偶然的。在祖國繁榮富強、經濟騰飛的背后，是一個又一個基礎性前沿科技領域的突破，引領人類挑戰極限；是一個又一個平凡而偉大的科技工作者的辛勤努力，幫助人們實現夢想。

以最常見的水泥混凝土材料為例——現代社會生活中，人們跟水泥混凝土的關系密不可分，小到我們住的房子，腳下走過的道路和橋梁，大到摩天大樓、高速鐵路、鉆山隧道、跨海大橋等等，無一沒有混凝土的身影。混凝土是迄今為止用量最大的一種人造材料，作為現代建筑的基石和最基本的結構性材料，已經深入人類生活，難以替代。然而隨著經濟社會的不斷發展，傳統混凝土已無法滿足需求，一些大型、特殊建筑工程及現代化施工方式，都對混凝土性能提出了更高要求。而高性能減水劑等混凝土外加劑的使用，則是解決這一難題的良方。如今，外加劑已經成為混凝土中繼水泥、砂子、石子、水之后的第五種組分，以上提到的目前我國已建成使用的大型工程中，無一沒有高性能減水劑的影子。

聚羧酸減水劑作為一種新型高性能減水劑，是基于現代材料科學的分子設計理論研制而成。與傳統的萘系減水劑相比，減水率更高，可以達到30%，用它制備的混凝土強度更高，可達100兆帕，混凝土結構壽命也更長。

今天，就讓我們一同走進這許許多多科技前沿領域中的一個——混凝土外加劑領域，了解奮戰在這一領域最前沿的一位年輕而卓有成就的科學家，我國聚羧酸減水劑的開拓者——中國礦業大學（北京）教授、博士生導師王棟民。

2010年11月中旬，記者在山東宏藝科技股份有限公司巧遇在此指導聚羧酸減水劑投產調試的王棟民教授，一番長談之后，對王棟民教授本人的經歷，及其開拓的聚羧酸減水劑領域有了全面深入的了解。

從家鄉到武漢

1965年，王棟民出生于山西省北部的朔州市山陰縣農村。山陰縣地處雁北，自然環境不算優越，加上那個年代農村艱苦的生活條件，讓王棟民從小就養成一種能吃苦、樸素勤奮的優良品格。王棟民的父親畢業于朔州師范學校，是當地一位中學教師，時值文化大革命時期，教師缺乏，本來是正規語文教師的王父，在學校里數、理、化、體育、音樂什么都得教，成了一個名副其實的農村學校教育的多面手。這無形中給王棟民提供了一個良好的家庭教育環境，加上他自幼天資聰穎，農村讀書期間王棟民的學習成績一直名列前茅。初中升高中時，王棟民以全縣第一名的成績，從普通農村學校考上了縣城山陰縣第一中學，當時在全縣引起巨大轟動。那個年代，農村學生出外上學的心情都特別迫切，因為這是他們脫離農村戶口而變成城市戶口的惟一出路和機會，非常難得。看到很多成績和自己一樣優秀的學生都紛紛去了省城太原讀中專，王棟民甚至也想走這一步。然而，當時的山陰縣教育局局長卻建議王棟民父親：不要讓孩子上中專，繼續讀高中，然后考大學。

山陰縣教育局局長當時這卓有遠見的一句話，成就了年輕的王棟民，也無形中影響了未來中國建材工業科技的走向。1985年夏季，16歲的王棟民以優異成績被武漢建筑材料工業學院（1985年更名為武漢工業大學，2000年更名為武漢理工大學）無機非金屬材料專業錄取。

來到武漢上學，王棟民起初并不開心。因為他的第一志愿是南開大學化工系，武漢建材學院只是他的第五、也是最后一個志愿；當時他的想法是，既便去不了天津南開，最好是能在北京上學，北京畢競離晉北老家近，還是首都嘛。然而很快，武漢建材學院就讓王棟民感受到了令他產生好感，甚至欣喜的一面。

武漢建材學院當時是我國建材行業惟一一所重點院校，集中了我國建材工業教學和科研領域一批有著很高知名度和影響力教授學者，其中包括馮修吉、袁潤章、黃士元、徐昭東、王啟宏等。袁潤章先生就是其中的一位。他當時是硅酸鹽材料和工程系的系主任，也是王棟民所在專業-膠凝材料與制品專業的學術帶頭人。他把膠凝材料科學的研究系統梳理所編著的《膠凝材料學》一書成為全國高校該專業的最重要的專業課，他所進行的對于礦渣、粉煤灰和煤矸石等固體廢棄物的研究不僅極具前瞻性，也奠定了該領域后來發展的基礎。后來袁先生成為了武漢工業大學的校長。如今回想起來，王棟民還一直認為，在武漢上學期間校長袁潤章先生對他的影響很大，“袁先生的思路非常寬廣，對國外的情況熟悉，上大學時袁先生就是我們專業學生精神上的導師。”

較早引起王棟民關注，也是對他一生影響最大的一個人，則是我國建材工業科技界的學術泰斗吳中偉院士。1981年夏秋時節，剛剛跨入武漢建材學院大門的王棟民，一次在學校的宣傳櫥窗中看到了一位學者在校園訪問講學的大量圖片及報道，這位學者正是當時中國建筑材料科學研究院副院長兼總工程師，同時又是當時武漢建材學院的兼職副院長，我國水泥混凝土界的一代宗師吳中偉教授。后來王棟民多次現場聆聽過吳中偉先生的學術報告，深為吳中偉先生淵博的知識所折服，進而開始崇拜。

大學四年級的上學期，王棟民不經意間看到了《混凝土與加筋混凝土》雜志上刊登的一篇吳中偉先生關于“中心質假說”的文章。剛剛學習了水泥混凝土專業課程的王棟民已經具備了看懂先生文章的基礎，先生的文章深深地吸引了他，他把連載“中心質假說”的各期《混凝土與加筋混凝土》雜志全部找了來，非常認真、系統地學了一遍，并詳細地做了讀書筆記，隨后又把先生所著有關混凝土耐久性等各方面的文章找來仔細地閱讀。王棟民深為先生深邃的思想、廣博的知識以及流暢的文筆所吸引，特別是其學術思想始終貫穿了一種唯物論和辯證法的哲學思想，讓他感受到了一個學問大家的思想風范。也正是受吳中偉先生學術思想的影響，使王棟民對自己所學專業有了一個全新的認識，大四考研時，王棟民毫不猶豫地報考了吳中偉教授的研究生。

1985年，已在武漢學習了將近4年的王棟民，時常獨自躺在宿舍的床上，幻想著跟隨吳中偉先生在水泥混凝土材料的科學海洋中遨游，心情異常興奮和激動。

功夫不負有心人。1985年9月，20歲的王棟民以應屆畢業生的身份順利考取了吳中偉教授的研究生，來到位于北京管莊的中國建筑材料工業科學研究總院，就讀于武漢工業大學北京研究生部，成為吳中偉先生的關門弟子。

在中國建材科技的搖籃中成長

中國建筑材料工業科學研究總院是我國建筑材料工業科學技術研究領域的最高學術權威機構，被稱作中國建材工業科學技術的搖籃，歷史上中國的幾乎所有的水泥品種和水泥制品的品種都是在這里第一次研究成功的，這里也集中了一大批中國建材行業頂尖的專家學者。來到武漢工業大學北京研究生部求學，既如愿進入吳中偉先生門下學習，又滿足了當初渴望來北京讀書的愿望，這讓王棟民興奮不已，也讓他異常勤奮。

在這里，年輕學子王棟民得以在知識和科技的海洋中暢游，他吸吮著建材工業最前沿的科研和學術營養，在包括導師吳中偉先生在內的許許多多領導和老師們的親切教導和引領下快速成長。1985年9月至1988年7月，他首先在這里完成了武漢理工大學無機非金屬材料專業碩士學位的學習，之后就在中國建材院正式參加工作，期間于1999年9月至2002年7月在該院在職完成了非金屬材料專業博士學位的學業。在中國建材研究總院工作15年時間里，在導師吳中偉院士的學術思想指導下，王棟民和同仁們一起完成了一系列重大科研成果，為推動我國建材工業緊跟國際先進水平做出了重要貢獻。

可以說，正是在中國建材工業科技的搖籃里，王棟民打下了非常堅實的學術和科研基礎，開始了一系列重大科學研究，并確立了自己未來的科研方向。

1988年7月，王棟民在吳中偉先生門下完成了碩士研究生階段學習。原本他打算繼續在吳先生門下攻讀博士學位，但吳先生建議先參加工作，接觸一些科研課題，鍛煉鍛煉再讀博士。于是先畢業，直接分配在中國建筑材料科學研究院工作。后來事實證明，導師吳中偉的這一建議，正如當年家鄉縣教育局長一樣卓有遠見。

當時國內建材行業科技界許多著名專家學者和權威人士如吳中偉、黃大能、沈榮熹、薛君矸等均匯集于中國建筑材料科學研究院，對王棟民來說建材院就是一個神圣的科學殿堂，能夠在這里工作是他夢寐以求的。這些學界權威包括后來工作中許多的老師和同事同仁，都給了他很多幫助。

王棟民首先被分配到水泥研究所從事化學外加劑的科研開發，承擔的是“泵送劑對混凝土可泵性作用機理的研究”和“混凝土泵送劑國家標準制定”課題，黃大能和吳兆琦是課題負責人。回憶往昔，王棟民坦言，這是他參加工作后遇到的兩位重要的老師，對他后來的發展出生了積極的影響。

上世紀80年代末，商品混凝土從發達國家引進我國，只有上海和北京等地廖廖幾家生產。我國傳統混凝土施工方式是先在現場一點點攪拌，再從地面一罐罐往上吊送，而商品混凝土作為現代化的施工方式，則是大型混凝土攪拌站集中攪拌、依靠泵送設備進行管道輸送。由于沒有泵送劑加入，常常造成混凝土堵塞管子，影響施工效率。當時國內大都不了解這種施工方式，黃大能先生在美國見過，于是建材院就開始開發混凝土泵送劑，研究外加劑對混凝土可泵性的影響，解決不堵管子的問題。當時為了這個課題的研究，年輕的王棟民在老師們指導下，在混凝土攪拌站蹲點大約半年時間，在現場掌握了大量的第一手資料，終于研究成功，解決了商品混凝土在我國引進之初的施工難題，并制定了國家標準。后來商品混凝土開始在全國大面積推廣。

1999年，由黃大能、吳兆琦、王棟民等人開發研究的“泵送劑對混凝土可泵性的作用機理”項目獲建材行業部級科技進步二等獎；1999—2000年王棟民作為項目負責人主持了《混凝土泵送劑》建材行業標準的修訂工作，該標準通過國家標準審查于2001年10月在全國實施。

1988年至2003年，王棟民在中國建筑材料科學研究總院從助理工程師干起，經過了工程師、高級工程師、研究室主任，直至2002年獲得教授級高工資格，期間他還從事了多項重要科研開發工作，取得了令人矚目的成績。而最初接觸的混凝土泵送劑研究工作，對他后來的影響非常大——開啟了聚羧酸減水劑研究的大門。

法國尼期國際學術會議上的重要發現

2000年10月，在中國建材科學研究總院攻讀博士學位的王棟民，來到法國巴黎南部的美麗的海濱城市尼斯參加了一個國際學術會議——“第六屆國際超塑化劑和其它外加劑學術會議”。這次會議是國際上該行業發展史上一次非常關鍵的會議，是開啟聚羧酸研究的劃時代的會議。“超塑化劑”是歐洲的叫法，美國則叫“高效減水劑”，后者通俗，前者學術，在中國兩種叫法都有。

在會上，王棟民碰到一個來自歐洲，不知是企業家還是科學家的老頭兒。交談中，王棟民多次從老頭兒嘴里聽到一個詞：“那福塔林”。不知是老頭兒的英語口語不過關還是王棟民的英語聽力差，反正王棟民半天沒明白老頭兒嘴里說的“那福塔林”是什么意思。后來他恍然大悟：是“萘”！——老頭兒想從中國進口原材料“萘”。

當時全世界的減水劑行業格局雖然仍以萘性減水劑產品為主，但在歐、美、日等發達國家，迫于環保壓力，萘系減水劑開始受到限制，造成這些地區“萘”原料生產減少，市場價格上漲。而同時，一種新型的高效減水劑——聚羧酸減水劑在意大利、德國、美國、日本等發達國家已經開始研究使用，意大利市場已經占到20%，而中國當時一點兒也沒有，許多人甚至連聚羧酸減水劑都沒聽說過。

擁有良好的學科基礎，加上一個學者的敏銳，出席法國尼期會議的王棟民立即認識到：聚羧酸減水劑作為萘系減水劑的換代產品，未來在國內市場的意義十分巨大，研究開發迫在眉睫！

資料顯示，與萘系減水劑等磺酸鹽類減水劑相對固定的分子結構不同，聚羧酸高性能減水劑由于其分子結構的可設計性和結構變化的多樣性而表現出獨特、優異、多樣化的性能，從而引起國內外科學家和工程技術人員的濃厚興趣。它也是目前國際公認的第三代新型混凝土減水劑。聚羧酸減水劑不是單一一種減水劑，而是具有共性分子結構特征、同時又有不同差異的一大系列分子的總稱。研究聚羧酸高性能減水劑的分子結構、微觀與宏觀性能及其在混凝土中的應用，具有重要的理論和實際意義。

王棟民后來在跟大家聊天時說：偉人能夠展望未來50—100年后的事，在科研和技術領域我可以預知5年，五年后市場需要的我們現在就要研發，我預計未來5年后聚羧酸減水劑肯定會在國內流行。

研究在一波三折中成功

法國回來后，王棟民立即著手聚羧酸減水劑的開發研究。但由于當時國外技術封鎖，手頭沒有任何可參考的資料，加上國內專家、學者沒有人搞過，甚至不了解這方面信息。他感到單靠自己一個人的力量開發，是蚍蜉撼大樹，撼不動！

考慮到聚羧酸的化學特性非常強，他首先找到北大環境系的倪晉仁教授，倪又給推薦了北大化學系的郭新秋、吳紹祖???兩位教授。北大教授是搞純化學理論研究的，造詣很高，一聽介紹就非常清楚。但他們給王棟民當頭澆了一盆冷水：這個東西可以搞，但從純化學角度講已經沒有什么價值了，即使搞成了恐怕連一篇象樣的論文都發表不了，因為這個理論早已經很清楚了。

不甘心和情急之下的王棟民領著大家去了一趟當時正在建設的三峽工程工地，訪問了建設者。在這個當時全世界矚目的巨大水利工程中，大家發現了聚羧酸減水劑的身影。意大利馬貝公司的聚羧酸減水劑，從意大利飄洋過海來到中國，用到了三峽工程。經了解，賣給三峽工程聚羧酸減水劑液體產品的價格是2萬元一噸。大家一計算，含固量13%，成本不到3000元錢，這是多高的利潤啊！而且三峽工程那么大的工程量，許多重要部位都要用聚羧酸減水劑，用量可不是一個小數目。外國公司要賺走我們多少錢呀！教授們動心了。

從三峽工地回來后，幾個人立即成立了“北大創新1號”項目組，聯合開發！

三峽之行帶來的市場效果立竿見影，意大利馬貝公司的反應速度極快，在得知中國建材研究院專家和北大教授開始介入此事，馬上把產品降到了每噸1.7萬元，給國內研發者施加壓力。

2001到2003年，“北大創新1號”課題組的試驗研究一直是在緊鑼密鼓的合作中進行。聚羧酸減水劑的研究是從分子結構上做文章，其分子結構是梳性結構，有很多支鏈，支鏈有長有短，象梳子的齒一樣有長有短，而且分子結構是變化的，在變化中體現產品的不同性能。因此聚羧酸減水劑的研究更象是一種分子組裝，分子修飾，這是材料科學設計的最高境界。課題組分工明確：擅長化學的北大教授們主要做基礎合成，而熟悉混凝土及應用的王棟民則主要是對于目標合成物提出要求、協助合成并負責進行材料性能綜合評價。

當時的試驗研究經歷了一相當艱難的過程。由于國內沒有現成的原料，也沒有地方去買，所以試驗所用原料都由課題組自己合成，原料是用環氧乙烷進行開環聚合聚合，而環氧憶烷又具有爆炸性，很危險。

而更麻煩的事情還在后面。聚羧酸減水劑要應用于水泥混凝土，但由于水泥的化學成份復雜，礦物成份復雜，性能多變，并且水泥加了水以后，隨著時間發生水化變化，整個體系變得非常復雜。試驗中對于聚羧酸產品的評價共有五、六個指標，經常是把這幾個指標做好了，其它指標又不行。貌似簡單、實則復雜的水泥，一時讓北大教授們的試驗陷入僵局。

轉機出現在2003年8月，當時課題組得知江蘇有一家規模很大的造紙集團叫金東紙業，在使用一種購自美國和臺灣的造紙分散劑，價格十分昂貴。大家發現這種分散劑原理跟自己研究的聚羧酸減水劑十分相似，是相通的。課題組以前查閱國外資料時，曾發現過聚羧酸分散劑在石灰石粉分散方面的研究文章，但一時不明白為什么這么做。現在一看頓覺恍然大悟——用在造紙行業——用碳酸鈣粉分散到植物紙漿上來造紙，造紙分散劑原來也是聚羧酸體系。

來自造紙行業的消息讓課題組又看到了希望。而此時，深受外購分散劑原料之苦的巨頭紙業公司-金東紙業在得知課題組正在進行這方面研究時，主動給課題組提供了15萬美元的研究經費。

由于碳酸鈣成份比較純，又不跟水發生水化反應，北大教授們研究起來得心應手，課題組對研究方向作了分工：北大教授們主要研究造紙用分散劑；而王棟民作為建材專業人士，專門攻克水泥混凝土用分散劑。很快，造紙用分散劑在北大教授們手中研究成功，替代了美國和臺灣產品。而王棟民則在前面課題組共同研究基礎上，帶領他的博士、碩士研究團隊夜以繼日、奮力拼搏，做了上千組合成和性能試驗，終于搞清了聚羧酸分子構型和水泥礦物組成之間的你在聯系和普遍規律，系統開發成功聚羧酸系列產品。

2004年，聚羧酸減水劑在試驗室研制成功后，立即進行了中試，2005年王棟民就做到了工業化生產。而此時，距離他參加法國尼期國際學術會議之后的預言，恰好是第5個年頭。

2006年起，聚羧酸減水劑開始大量在重點工程中使用，第一個代表性工程是北京南站，緊接著，北京到天津的京津城際軌道交通、北京西郊機場、京張鐵路······。隨后的幾年間在全國由王棟民專利技術支持的公司企業在全國各地陸續建立了15家工廠，王棟民研究團隊與企業密切配合，在廠房規劃建設、合成生產線的成套設計、設備按照調試、實驗室建設和實驗人員培訓、生產技術培訓直至生產出優質合格產品，并且培訓市場營銷人員，協助市場開發和推廣。在王棟民研發團隊和合作企業的共同努力下，聚羧酸減水劑這一高新技術產品得到了快速的推廣應用。在飛速發展的全國四縱四橫高速鐵路建設中，在我國的大型水利水電建設中，在我國的海洋工程和海軍基地建設中，在我國的高速公路建中，在我國的核電工程建設中，當然在我國的城市建設、地鐵、機場等等工程建設中，聚羧酸越來越多地扮演了不可或缺的重要角色······。

2008年7月2目，“聚羧酸高性能減水劑的分子結構設計和工業制備技術”項目順利通過教育部鑒定驗收，專家的結論是：達國際先進水平。2009年1月王棟民申請成功國家自然科學基金項目，目標指向更新一代的超支化分子結構的聚羧酸高性能減水劑的合成技術。2011年1月年由于項目的學術水平和在行業的廣泛的推廣應用以及為我國建筑和基礎設施建設所做出的突出貢獻，該項目獲得中國建筑材料聯合會和中國硅酸鹽學會聯合頒發的2010年度建筑材料科學技術獎（科技進步類）。

據王棟民教授介紹，與國外同類技術相比，其研究成果最大特點在于：立足國內水泥品種繁多、摻和料復雜的現狀，制備了一系列可以用于不同混凝土體系的新型聚羧酸高性能減水劑；系統分析了聚羧酸分子結構對復合膠凝材料流變學性能的影響規律，為聚羧酸高性能減水劑在實際工程中的使用奠定了理論基礎；原材料完全實現國產化，并且對制備工藝進行了優化，降低了生產耗能，從而大大降低了聚羧酸高性能減水劑的制造成本，生產時無“三廢”排放，綠色環保。

從研究室走向市場

中等個頭兒，偏瘦的身形，白皙的面龐，加上眼鏡后面那雙智慧的眼睛，王棟民始終給人都是一個文質彬彬知識分子印象。“讀書人一般膽子小，不敢承擔風險，不會運作項目，有時在關鍵時刻市場上客戶問有沒有問題，沒問題就干，很多人往往被嚇退縮了。而我過去在中國建材研究院工作把這套本領都訓練出來啦，關鍵時刻敢于沖上去。”王棟民介紹說。

“參加工作之前讀研究生時我就一直搞科研，實驗室工作還得心應手，但跟社會接觸能力偏差，出外跟工程界和企業界的老板們打交道除了技術外不知道說些什么，溝通能力極其不夠，這是讀書人的通病。參加工作后在建材院這方面得到了一些鍛煉，但基本上還是“學者型”、“書呆子”。真正把我引入市場經濟、教會我和外界打交道的則是建材院市場開拓第一高人游寶坤教授。混凝土泵送劑項目搞完后，游寶坤先生把我調到他的課題組，開發膨脹劑和超長無縫鋼筋混凝土結構。游先生是廣東人，不光技術強，商業頭腦、市場意識也非常強，在他的帶領和影響下，我在這方面得到很大的鍛煉和提高。項目成功后，我跟游先生從1993到1998年干了首都機場新航站樓等十幾個飛機場，還有北京西客站、外交部辦公大樓、中央軍委辦公大樓等重點工程，當時除了北京還有武漢、長沙、珠海、深圳、廣州、青島、哈爾濱等地。當時經常帶一批人搞市場推廣，跟市場、工程建設方、設計院、施工單位以及混凝土公司、建設監理公司打交道。后來鄭州、武漢、長沙等地的項目游先生都完全放手讓我去做，從談判、簽合同，到實施、工程質量控制、驗收等，都是我帶著人去完成的。游寶坤先生對我的人生經歷的影響挺大的，搞科研有以前的積累和導師的培養，但把技術變成產業化、商業化，為國民經濟建設服務，是游先生教會我的。在大學沒錢是不敢帶研究生、博士生的，因為有一句話“博士是錢催出來的”，意指在工科院校研究生做論文要花費很多錢的。2003年我剛調到中國礦業大學時尚無科研經費，但是我敢帶學生，就是因為以前的經歷讓我有這個信心。后來的羧酸減水劑推向市場，也是水到渠成的事情。”言談之中，王棟民對那段時間的工作充滿神往，對游先生對于他的幫助充滿感激。

也是在這段時間的積累和經驗，以及期間所訓練出來的工作協調能力，使得王棟民能夠在聚羧酸減水劑研究成功的幾年間即快速地覆蓋和占領市場。

王棟民的成功，不僅是在基礎尖端科研領域的重大突破，更大的意義在于他能夠走出研究室，及時把科研成果推向市場轉化為生產力，為社會經濟做貢獻。

聚羧酸之外的重大科技貢獻

王棟民教授長期堅持和專注的研究方向主要有兩個：一是材料的精細化工合成、化學外加劑和高性能水泥混凝土材料，包括聚羧酸高性能減水劑的合成、高效液體水泥助磨劑的合成、泵送劑和泵送混凝土、粉煤灰高性能混凝土，膨脹劑和補償收縮混凝土、建筑保溫節能材料等；二是工業、礦業固體廢棄物處理與生態環境建筑材料制備，包括粉煤灰、煤矸石、磨細礦渣、脫硫石膏等工業廢棄物的材料資源化利用特別是建材資源化利用。這也是他的兩個博士生招生方向。長期以來，王棟民教授在自己的研究領域成果頗豐，引人矚目。

被世界混凝土屆公認的中國人的科學發現——“陳建奎-王棟民公式”即是典型一例。有兩個公司無疑是記錄在了中國人的名下：一是單方混凝土的用水量計算公式，二是混凝土的砂率計算公式。

還是2000年法國尼斯那次國際學術會議上，自由發言時，35歲的王棟民向會議介紹了他和陳建奎教授的合作研究成果：混凝土配合比的全計算設計方法。一時引起各國科學家的極大興趣。

混凝土配合比說起來簡單，但實際上很復雜。全世界每個國家、每一個工程都要設計混凝土配合比，但每一個試驗室、每一個人做出來都不一樣，往往是同一個人今天做的跟明天做的結果也不一樣，都是經驗性的東西，沒有實現標準化。其你在根源是人們對于混凝土組分之間的你在本質聯系沒有搞清。美國人阿布拉姆斯80年前，搞出一個混凝土強度跟水灰比的關系公式，但幾十年來對單方混凝土的用水量和砂率是還是經驗取值。水泥生產配料有一套方法，叫“三率值”法，用三個公式計算配料，石灰飽和系數、硅率和鋁率，這是國際上通用的。惟獨混凝土配合比是靠經驗，只有一個公式。陳建奎-王棟民對國際工程技術界的貢獻是他們發現并鎖定了另外兩個公式。那是1998年在珠海口岸廣場項目上，在過去長期積累的基礎上，他們朝夕相處在工地現場，研究、試驗、驗證，花了兩個月時間，把混凝土配合比設計缺少的兩個公式即單位混凝土用水量的公式和砂率的公式研究了出來，三個公式求解三個未知數，使得配合比設計實現了完全定量化，該論文得到吳中偉先生的高度肯定，并由先生推薦在《硅酸鹽學報》公開發表。由此宣布了中國學者在這一領域的優先位置。后來在另外一次國際會議上，來自美國加利福尼亞大學的著名混凝土權威梅塔教授在和王棟民握手交談時說，你們的工作做的非常好！這個設計新法把混凝土配合比完全定量化，由此大大減輕了混凝土試配試驗工作量，提高了成功率，混凝土質量得到保證。特別是在進行一些以前沒有經驗或少有經驗的一些超高強混凝土設計時，更是得心應手，彰顯其價值。目前這一公式現在已被廣泛采用，尤其得到中國年輕一代的混凝土工程師的推崇。

1999年，“超長鋼筋混凝土結構無縫設計與施工方法”項目（王棟民、游寶坤等）獲部級科技進步二等獎，并獲國家發明專利，2001年被北京市科委列入北京市重大科技成果推廣計劃。“超長鋼筋混凝土結構無縫設計施工方法”是我國土木建筑行業一項重大專利技術成果，是對國家規范《混凝土結構設計規范》的重大突破。在包括首都機場新航站樓等在內的全國300多項重大結構工程中成功實施，創專利實施費超過1000萬元。2006年王棟民專著《高性能膨脹混凝土》由中國水利電力出版社和知識產權出版社聯合出版。1997年，“灌注樁膨脹劑（PEA）的研究”項目（與人合作）獲部級科技進步三等獎。

2010年12月，王棟民教授主持完成的北京市科委、教委、國家教育部和企業聯合支持的“脫硫石膏建材資源化優質高效利用”和“煤矸石的火山灰活性及其在水泥與混凝土中的應用研究”兩項成果，通過了教育部組織的科技成果鑒定，達到了國際先進水平。這兩個項目僅在北京地區就獲得了非常好的生產和環保效果，目前已在山西、新疆等地推廣應用。

特別值得一提的是，在聚羧酸研究成果和積累的基礎上，最近幾年王棟民教授把很大一部分精力都放在了新型高效液體水泥助磨劑的合成研究上，其研究成果有望突破傳統三乙醇胺的技術瓶頸，使我國的水泥助磨劑技術水平在國內外站到一個新的制高點上，為推動中國水泥工業的節能減排和可持續發展做出新的巨大的貢獻。目前研究成果已經完成在實驗室階段的試驗，在我國的一些地區的水泥生產企業進行了推廣應用，在提升水泥品質、降低水泥廠本、節電節能降耗等方面顯示出很大的技術優勢。水泥行業和水泥助磨劑行業又將面臨一次新的技術革命。

教書育人桃李芬芳

王棟民教授謙虛地說：“我的職業經歷很簡單，工程師和老師。從前在研究院我是工程師，現在在學校是老師”。聽起來確實是樸實無華。事實上從2003年調入學校開始，王棟民就以巨大的熱情投入到了學校的教書育人和研究生培養中，并且很快地并且是非常成功地完成了從研究員、工程師到大學教授的華麗轉身，得到學校領導、老師的肯定和同學們的贊賞和歡迎。他在給本科生所上的專業課上，把系統的基礎理論和專業知識的講座與生動和豐富多彩的技術和工程案例巧妙地結合起來，帶給學生系統的知識和豐富的專業體驗，并充分調動了學生巨大的學習熱情和學習積極性。在研究生的學習和科研中，王棟民更是技高一籌，他培養研究生有一套獨特的方法，他精心為每一個學生量身定制培養計劃，在研究生的基礎知識學習、專業知識學習、動手能力的培養、熟練應用外語水平能力的訓練和社會實踐能力等方面進行系統訓練，在完成科研項目和學位論文上進行綜合科研能力的全面提升。王棟民教授在培養研究生上的座右銘是：“要做對國家、單位和個人均有利的事情；要兩手抓：一手抓科研的水平，科研學術水平上要向國際前沿看齊；一手抓科研技術成果的轉化，即緊緊抓住中國這個國際上最大的市場，把我們的科研成果應用到祖國國民經濟建設的主戰場上去，為國家的經濟建設服務。”正是在這種學術思想指導下，在調入學校工作的幾年中，王棟民的科研成果是一項接著一項，聚羧酸合成、脫硫石膏的綜合利用、礦山固廢和煤矸石的資源化、建筑節能新材料的研究和應用、新型水泥助磨劑的合成和基礎研究、礦物基彩色外墻裝飾防水砂漿、高鐵用系列特種工程材料等等等等。完成科研項目的同時塑造了研究生一種非常難能可貴的學術+工程的素質，王棟民稱之為“素質教育”。

然而說起這些科研成就，王棟民淡淡一笑，“這沒有什么，我現在的主要工作和工作的主要目的是培養人才，培養高層次的、專門化的專業技術人才。在高校培養人才是第一位的，科學研究和服務社會是服從和服務于人才培養的。學校科研是為了培養更高素質的具有創造性的高級技術專門人才，服務社會也是給他們提供一種更強的未來工作能力”。

在這種學術思想的指導下，王棟民在高校工作的8年中，在人才培養方面也確實是收獲豐碩。截至到目前為止，他培養畢業博士后1人，博士3人，碩士18人；在讀博士7人，碩士24人。在已經畢業的研究生中，已經有三人晉升為正教授，2人晉升為副教授，1人被遴選為博士生導師，5人為碩士生導師。他們有的工作在北京科技大學、北京建筑工程學院、山東建筑科技大學、華北科技學院等高校，有的工作在中國建筑科學研究院、中國建筑材料科學研究總院、國家建筑材料技術情報和標準化研究所、煤炭科學研究總院、鐵道部科學院、交通部科學院、中冶集團建筑研究總院、北京金隅集團技術中心、北京東方雨虹防水技術公司等，還有的遠赴美國、歐洲、日本、澳大利亞等學習深造，可謂桃李滿天下。說到這些學生王棟民欣慰之情溢于言表，他說：“他們代表未來。他們將在各自的工作崗位上做出更為出色的成績”。的確，王棟民教授吸收了恩師吳中偉先生等老一輩科學家的優秀品質，加上自身不斷的努力和實踐，形成了一套自已獨特的學習和工作、科研和成果市場化的方式，現在他又毫無保留地傳授給了他的學生，讓他的學生更好地為國家、為社會服務。這是中國知識分子的精神、這是中國民族的精神。

沒有結束的結語

以上僅僅是王棟民教授近年來部分主要科研成果和教書育人的成果，大量內容限于篇幅不再一一列舉。而本文也僅對目前市場上影響較大、市場前景廣闊的聚羧酸減水劑作了重點介紹。我們期待年輕的王棟民教授在未來的科研道路上取得更加輝煌的成果，也期待更多的建材科技精英，為我國建材工業發展貢獻力量。