公元1366年，明朝建立前兩年，朱元璋下達“筑城令”，動用各類筑城人員達百萬之眾，到公元1393年，大規(guī)模建造了包括宮城、皇城、京城、外郭四重城垣的明代南京都城城墻。其中京城城墻如今被簡稱為“南京城墻”，其他三重城墻大都已成遺址或遺跡。經(jīng)過600多年的變遷，現(xiàn)存的城墻一如當年巍峨聳立，只不過當初的防御工事已經(jīng)成為今天市民休閑、游客打卡的好去處。

漫步在城墻上，手撫厚重的青磚，極目遠眺，憑欄懷古，仿佛能夠觸摸歷史跳動的脈搏。在中華門甕城可觀大報恩寺塔、賞外秦淮河、領(lǐng)略古代防御工事的精妙；在臺城段可遠眺紫金山、俯瞰玄武湖、對望古雞鳴寺藥師佛塔；在石頭城段可遙想三國烽火，感受“虎踞龍盤”的金陵氣勢……

南京城墻由城磚和條石砌筑而成，城磚和條石之間用粘合材料粘結(jié)。穿越數(shù)百年風雨，城墻的墻磚不可避免受到侵蝕，表面出現(xiàn)粉化。相關(guān)部門采取各種措施保護歷史遺存，南京工程學(xué)院“磚心之至——南京城墻保護技術(shù)領(lǐng)航者”團隊也想為保護工作出一份力。

團隊中有專家、教授、學(xué)生，其中張德恒、張士萍、趙冰華等是南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院的老師，也是團隊的主要指導(dǎo)老師。該團隊在“小挑”決賽中獲得金獎，因工作關(guān)系，團隊與南京城墻、墻磚有了交集，并依托學(xué)校建筑遺產(chǎn)保護研究所進行古城墻保護技術(shù)研發(fā)。

據(jù)張德恒觀察，歷經(jīng)風吹日曬，南京城墻的古墻磚表面雖出現(xiàn)粉化，但內(nèi)部依然堅固。相關(guān)部門修繕城墻時會使用仿古磚，仿古磚強度高、密實度好，可是耐久性差，經(jīng)歷冬季雨雪天氣后，其表層容易層層剝落，不僅形成固廢，還有可能對南京城墻造成二次傷害。

南京城墻的墻磚如此，張德恒去陜西西安，安徽鳳陽、歙縣等地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，當?shù)剡z存的古城墻存在相同的病害。

作為行業(yè)從業(yè)者，張德恒想造出接近古代工藝的墻磚。

此前，南京大學(xué)文化與自然遺產(chǎn)保護研究所和南京工程學(xué)院建筑遺產(chǎn)保護研究所開展合作，共同推動城墻磚標準化工作，試驗部分由張德恒團隊負責。他帶領(lǐng)團隊成員反復(fù)摸索，逐漸找到古墻磚制作工藝。他說：“制磚涉及材料和工藝，所制磚坯與土樣的性質(zhì)、土樣的顆粒級配、土樣的含水量有很大關(guān)系，土顆粒的粒徑多大、什么樣的土配多少水，都是有講究的?！?/p>

可是，光知道配方不行，還得有趁手的工具。他發(fā)現(xiàn)，市場上的制磚設(shè)備無法使用，生產(chǎn)出來的磚橫斷面有螺旋狀裂紋，縱斷面有波浪式裂紋。針對設(shè)備問題，他帶領(lǐng)團隊成員從零開始設(shè)計新設(shè)備，滿足制作古墻磚的要求。

目前，團隊成員正在撰寫研究成果的材料，準備申請古墻磚制作技藝和制磚設(shè)備的專利。接下來，團隊還要解決推廣問題。張德恒說，要推廣制作技藝和設(shè)備，檢測標準很重要，現(xiàn)行的檢測標準適用于蓋房子所用的磚，他認為不應(yīng)用現(xiàn)行的標準來檢測古墻磚。

推廣工作非一日之功，也不是一個人、一個團隊能做成的事情，需要多方支持、協(xié)同推進，團隊愿意為這件事付出更多時間和精力。

除了研究古墻磚制作技藝和設(shè)備，張德恒和團隊還積極參與南京城墻保護的公益活動。在2024年春天的一場活動中，他帶領(lǐng)學(xué)生來到中華門城墻，現(xiàn)場講解南京城墻磚的現(xiàn)狀、病害原因。

此外，針對具有人防結(jié)構(gòu)的城墻，張德恒團隊結(jié)合城墻試驗?zāi)Ｐ?，提出了一種非標城墻磚土砌筑體荷載系數(shù)測定方法，通過結(jié)合數(shù)值模擬和加載試驗，成功確定了城墻磚在不同環(huán)境狀況下的承載能力。這一方法不僅高效、準確，而且為目前計算理論安全性提供了重要支持，為城墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計和維護提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。