SMC華夫板創(chuàng)新材料研究

1、SMC華夫板創(chuàng)新材料研究中建二局第三建筑工程有限公司徳科碼（南京）半導體科技有限公司一期晶圓廠項目QC小組 中建二局 第三建筑工程有限公司2018年2月目錄一、工程概況3二、小組簡介6三、選擇課題7四、設(shè)定目標10五、提出并確定最佳方案11六、制定對策17七、對策實施18八、效果檢查25九、標準化26十、 總結(jié)及下一步打算28一、工程概況工程名稱：德科碼（南京）半導體科技有限公司一期晶圓廠項目工程地址：南京市棲霞區(qū)三環(huán)西側(cè)、西湖河南側(cè)，南至廣志路。建筑面積：123094.35，計劃工期：2017年2月28日至2018年10月30日結(jié)構(gòu)形式：本項目一共有十幢廠房及配套建筑設(shè)施，主體結(jié)構(gòu)均為框架結(jié)

2、構(gòu)。其中生產(chǎn)車間建筑面積46970，為地上4層，華夫板潔凈室位于三層，四層地面及四層頂板為鋼結(jié)構(gòu)桁架結(jié)構(gòu)；本工程華夫板位置位于生產(chǎn)車間三層潔凈室樓板華夫板簡介：徳科碼（南京）半導體科技有限公司主要生產(chǎn)高科技芯片，對生產(chǎn)環(huán)境要求較高，因此在生產(chǎn)車間設(shè)計潔凈室,潔凈室均設(shè)有潔凈區(qū)，使得潔凈室中含微粒的氣流經(jīng)由高架地板及潔凈室樓板進入到下技術(shù)夾層，再由抽風設(shè)備將下技術(shù)夾層的氣流抽至潔凈室天花板的濾網(wǎng)，重新過濾出潔凈且穩(wěn)定的氣流，產(chǎn)生一個循環(huán)系統(tǒng)（即回風系統(tǒng)），這使得潔凈室樓板須留有足夠的回風孔洞，使?jié)崈羰业臍饬鲿?jīng)由此回風孔送到下技術(shù)夾層。再加之須有足夠的強度以承受制程機臺的重量，以及抑制微振動影響

3、制程的質(zhì)量，因此衍生出潔凈室樓板的特殊設(shè)計華夫板。圖中灰色陰影為華夫板區(qū)域，位于生產(chǎn)車間三層結(jié)構(gòu)面，施工面積達到9500余平方米。二、小組簡介小組名稱徳科碼（南京）半導體科技有限公司一期晶圓廠項目QC小組成立時間2017年2月28日課題名稱SMC華夫板創(chuàng)新材料研究課題注冊號2B3C-QCKT2017-103課題類型創(chuàng)新型小組注冊號2B3C-QCXZ2017-103活動頻率1次/周活動時間2017年2月-2017年11月接受教育時間120小時/人序號姓名年齡職務(wù)文化程度職稱組內(nèi)分工組內(nèi)職責1楊發(fā)兵46公司總工本科高級工程師顧問全面管控2安雄寶40分公司總工本科高級工程師組長組織協(xié)調(diào)3王濤41項目

4、經(jīng)理本科工程師副組長主要研究人員4靜恩鵬35項目總工本科工程師組員主要研究人員5石志勇54質(zhì)量總監(jiān)中專助工組員現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督6朱洪標28技術(shù)部長本科助工組員對策實施7梁振宇24技術(shù)員本科工程師組員對策實施8崔異健24質(zhì)檢員本科助工組員現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督9蔡奎民40華夫板廠家負責人本科助工組員對策實施落實三、選擇課題傳統(tǒng)華夫板樣式 傳統(tǒng)華夫板內(nèi)木支撐樣式傳統(tǒng)華夫板未拆除內(nèi)木支撐樣式傳統(tǒng)華夫板完成效果圖由于傳統(tǒng)華夫板側(cè)壁強度較低，極易在安裝、使用的過程中被損壞，所以在安裝過程中需要增加內(nèi)木支撐！理由一：本工程生產(chǎn)車間采用華夫板結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)華夫板側(cè)壁較薄，為12mm，所以需要增加內(nèi)木支撐，每個華夫桶需要大概3

5、.26模板、0.08m³木方，現(xiàn)場共計使用4710個華夫桶，共使用模板15354.6、木方376.8m³，安裝、制作時間大約需要2天（以100工人計算）。內(nèi)木支撐浪費了大量的人力、物力和財力，延長了工期。 理由二：我小組成員在網(wǎng)上查詢和市場調(diào)查，沒有華夫板可借鑒的資料；及在我公司也是首次使用。理由三：在鋼筋綁扎及混凝土澆筑過程中，容易損壞華夫板外殼，影響整個結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及觀感。理由四：在華夫板完工后拆除傳統(tǒng)華夫板內(nèi)木支撐時，施工人員需站在華夫板下方對內(nèi)木支撐進行拆除，木方及模板有掉落的可能性，所以對施工人員造成施工危險較大。 根據(jù)上述理由，小組決定針對傳統(tǒng)華夫板進行創(chuàng)新，研制

6、出一種適合本工程既節(jié)約人力、物力和財力，又能加快工期保證質(zhì)量，徹底改善傳統(tǒng)工藝做法的新產(chǎn)品。四、設(shè)定目標1、目標值設(shè)定目標1：創(chuàng)新做法需要解決傳統(tǒng)華夫板需要增加內(nèi)木支撐以及規(guī)避在工程完工后拆除內(nèi)木支撐施工人員所遇到的危險。目標2：創(chuàng)新做法需使華夫板安裝成功率達到100%，做到縮短工期2天以上，節(jié)約資金50萬以上。2、目標可行性分析分析一：人員配備方面：本QC小組人員知識水平較高，現(xiàn)場施工經(jīng)驗豐富,為解決華夫板施工難題，特意到廈門聯(lián)芯、臺灣臺積電等項目現(xiàn)場進行學習，對此類華夫板材料有所了解和認識，具有提出并落實解決問題的實力。分析二： 全方面支持：公司積極推廣創(chuàng)新活動，在引導和幫助項目的同時，明

7、確科技創(chuàng)新和降本增效活動做出獎勵；甲方對項目的創(chuàng)新鼓勵，指示設(shè)計單位可以為項目創(chuàng)新做必要的變更；項目全體成員集思廣益，為創(chuàng)新活動提供思路和動力。分析三： 創(chuàng)新的必然：內(nèi)支撐這種傳統(tǒng)工藝在節(jié)能減排、改革創(chuàng)新的洪流中已經(jīng)不適應現(xiàn)如今的施工工藝和要求，改變已是大勢所趨，工藝創(chuàng)新已成為時代的必然。華夫板分包單位聚巨企業(yè)有限公司（臺灣）技術(shù)實力雄厚，也急于需求新的支撐工藝，愿意與項目配合研發(fā)、試驗。五、提出并確定最佳方案 QC小組成員通過對華夫板使用質(zhì)量要求和相關(guān)問題進行分析，認為傳統(tǒng)華夫板在使用中側(cè)壁不夠堅固，受較大荷載影響易產(chǎn)生偏差，影響施工質(zhì)量，而增加內(nèi)木支撐，在安裝及拆除中會顯著增加勞動量和成本

8、，且拆除過程中存在較大安全風險。華夫板內(nèi)支撐安裝 華夫板內(nèi)支撐拆除QC小組成員運用“頭腦風暴”集思廣益，從簡化或省略內(nèi)支撐入手，以增強華夫板側(cè)壁強度為目的，對華夫板的影響原因進行分析討論，提出以下三套解決方案并論證。方案1：增加鋁合金保護殼在傳統(tǒng)華夫板外面加附一層5mm鋁合金的保護殼，用于保護華夫板可承受混凝土的側(cè)壓力。方案優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：通過使用保護殼，確保在不使用內(nèi)支撐的情況下，華夫板側(cè)壁強度及承載力能夠達到使用要求。缺點：1.鋁合金外殼勢必會使費用大幅度增加。2.鋁合金外保護殼降低了華夫板對混凝土的咬合力，需考慮材料改變對建筑物的影響。3.鋁合金外殼和華夫板之間的固定是否牢靠有待進一步

9、探索。方案2：結(jié)構(gòu)設(shè)計改進創(chuàng)新在華夫板每側(cè)均勻增加縱向5道間距為130mm附加加勁肋，橫向增加2道環(huán)向布置的附加加勁肋，第一道布置距離底面320mm高、第二道布置比第一道高260mm，距離上邊緣360mm。根據(jù)以下具體的公式，并結(jié)合我們項目的實際情況，計算出現(xiàn)澆混凝土對SMC加肋華夫板的側(cè)壓力為30.96KN/.考慮鋼筋安裝對華夫板的影響，經(jīng)過我們設(shè)計SMC加肋華夫板可抵抗側(cè)壓力約為36KN/。加肋SMC華夫板中環(huán)向布置的兩道加勁肋為漸變形加肋，保證了混凝土澆筑過程中可以充分抵抗混凝土的側(cè)壓力并增加了與混凝土的咬合力。 SMC加肋華夫板混凝土側(cè)壓力計算步驟方案優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：1.現(xiàn)場操作簡單

10、，只需加工廠進行改變。2.改變小，效果明顯，顯著提高側(cè)壁承載力和強度。3.不增加內(nèi)木支撐就滿足我們對華夫板的要求。4.規(guī)避了拆模時施工人員可能遇到的危險。 缺點：1.將會增加傳統(tǒng)華夫板的重量，造成施工中的不便。2.增大材料用量，加工模具需要重新制作。方案3：增加華夫板側(cè)壁厚度參考傳統(tǒng)華夫板因為側(cè)壁較薄、易破壞的特性，加大傳統(tǒng)華夫板的側(cè)壁厚度至28mm，達到華夫板可以抵抗混凝土側(cè)壓力的目的。方案優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：1.避免對華夫板材料結(jié)構(gòu)的變動；2.可以不用增加內(nèi)木支撐；3.避免了施工人員拆模的危險。缺點：1.華夫桶側(cè)壁厚度增加，勢必會使材料費大度增加；2.華夫板側(cè)壁厚度增加，導致華夫板重量大幅增

11、加，造成施工不便，包括模具制作、運輸、施工等階段均造成了困難；3.華夫板制作模具需重新制作。經(jīng)濟分析通過以上三種方案的基本陳述，下面我們先對傳統(tǒng)華夫板進行經(jīng)濟分析，再對各方案進行經(jīng)濟分析。徳科碼項目于生產(chǎn)車間3層設(shè)立潔凈室，使用華夫板樓面，現(xiàn)場華夫板安裝面積9551.09，共計使用4170個華夫桶，一個桶內(nèi)需要內(nèi)木支撐的面積3.26，需內(nèi)木支撐材料費883425.97元，人工制作模板及拆模需人工費485130元，措施總計金額為1368555.97元。方案1：使用傳統(tǒng)華夫板，在華夫板外側(cè)附上一層5mm厚的鋁合金外殼，一個桶大約需要5.23的鋁合金外殼，額外的鋁合金材料費為815832.5元，安裝

12、費為701790元，措施總計金額為1517622.5元方案2：經(jīng)過設(shè)計溝通，將華夫板設(shè)計優(yōu)化為加肋SMC華夫板，不在施工現(xiàn)場進行優(yōu)化，節(jié)省了大量工期，但華夫板材料單價略微上漲，材料費增加601072.43元，安裝費為204560元，措施總計金額為805632.43元。方案3：參考傳統(tǒng)華夫板，加厚華夫板側(cè)壁的厚度，需要增加的材料費1079653.69元，人工安裝費485130元，措施總計金額為1564783.59元。 小組成員通過對方案質(zhì)量、經(jīng)濟、進度等方面進行比較，認真分析了各個方案的優(yōu)缺點。項目施工質(zhì)量情況經(jīng)濟情況工期情況施工難易程度對后續(xù)工序的影響及情況結(jié)論方案一提高工程質(zhì)量1517622

13、.5元減少工期由于鋁合金外殼強度比較大，較容易施工可能有影響材料成本較大，質(zhì)量、工期提高明顯方案二通過結(jié)構(gòu)提升側(cè)壁強度及承載力，提高工程質(zhì)量805632.43元減少工期稍微增加了材料本身的重量，材料本身性能沒有改變，容易施工無顯著影響成本、質(zhì)量、工期方面都有顯著改善方案三增加傳統(tǒng)華夫板側(cè)壁厚度，保證華夫板可以不用內(nèi)木支撐便能滿足使用要求1564783.59略減少工期重量增加比較多，造成了施工中的不便可能有影響質(zhì)量、工期都有顯著提升，工期減少不明顯對三套方案綜合評比打分，選定最佳方案。項目經(jīng)濟情況（25分）工期情況（25分）對后續(xù)工序的影響其情況（25分）總分方案一18222184（中）方案二2

14、3232392（好）方案三20202285（中）注：每小項25分滿分，總分85-100分為好、70-85為中、70分以下為差。深入剖析各個方案的優(yōu)缺點，對各個方案進行比較打分，小組成員認為方案二在質(zhì)量、經(jīng)濟、工期等因素中都具有明顯的優(yōu)勢。因此將方案二選為最優(yōu)方案。六、制定對策要素分析華夫板側(cè)壁角度調(diào)整設(shè)計階段:華夫板二次深化材料加工:華夫板側(cè)壁加厚華夫板加工華夫板側(cè)壁加肋施工準備:培訓交底施工階段:旁站監(jiān)控華夫板側(cè)壁加肋調(diào)整序號要素對策目標措施地點時間責任人1二次深化將華夫板策劃進行二次深化確定實施的可行性提出二次深化華夫板方案，與設(shè)計及加工廠協(xié)商項目部2017年5月朱洪標2材料加工依據(jù)深化設(shè)

15、計圖進行加工確保華夫板順利加工與加工廠達成加工協(xié)定加工廠2017年8月董震3培訓交底對管理人員和工人進行交底確?，F(xiàn)場施工的準確性對項目部管理人員及工人分級交底施工現(xiàn)場2017年9月靜恩鵬4旁站監(jiān)控施工過程中各部門時時監(jiān)控收集現(xiàn)場信息，確保達到預期要求工程、質(zhì)檢、技術(shù)、 測量現(xiàn)場時時觀測，及時進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，及時分析、解決問題施工現(xiàn)場2017年11月石志勇七、對策實施 實施一：二次深化1、多次試驗 首先，我們通過分析原有材料，總結(jié)可以創(chuàng)新的地方和可以解決的問題，經(jīng)過各種創(chuàng)新的嘗試。1）原有華夫板側(cè)壁為垂直角度，受到混凝土的沖擊力比較大，經(jīng)過計算，我們將華夫板側(cè)壁角度調(diào)整3°，在沖擊試驗的

16、過程中，取得了較好的試驗結(jié)果。 2）原有華夫板側(cè)壁較薄，所以不能承受混凝土側(cè)壓力以及鋼筋綁扎過程中受到的重力，所以我們將華夫板整個側(cè)壁的厚度逐漸加厚，用過計算可知最終壁厚加到28mm，才可以完全抵抗混凝土的側(cè)壓力。 3）雖然側(cè)壁加到了28mm可以抵擋住混凝土的側(cè)壓力以及鋼筋可能對華夫板可能產(chǎn)生的影響，但厚度較大，使用材料較多，經(jīng)濟成本大概增加了38，同時極大地增加了華夫板的重量，使華夫板在安裝、運輸過程中產(chǎn)生了極大的不便。 4）面對這種情況，我們開啟頭腦風暴，積極發(fā)散思維，構(gòu)造出了通過加肋來降低側(cè)壁厚度的方法，同時新的問題進一步產(chǎn)生了，加幾條肋，怎么加肋，新的困難擺在前面，但是通過發(fā)揚咱們?nèi)?/p>

17、司的鐵軍精神，大家積極思考，努力動手操作、試驗，通過廠家的積極配合在滿足華夫板可以承受混凝土的側(cè)壓力的前提下，我們從加縱向3道肋、橫向1道肋開始，將華夫板側(cè)壁厚度降低到20mm，再加縱向4道肋、橫向一道肋，側(cè)壁厚度進一步降低到18mm，再加到縱向5道肋，橫向環(huán)向2道肋，側(cè)壁厚度進一步降低到15mm。5）經(jīng)過對現(xiàn)場的運輸使用安裝、經(jīng)濟分析、廠家試驗等多方面考慮，我們進一步優(yōu)化，我們將橫向加勁肋與縱向加勁肋進行造型優(yōu)化、角度調(diào)整，最終獲得了我們現(xiàn)在正在徳科碼（南京）項目現(xiàn)場使用的加肋SMC華夫板。最終定圖實施二、材料加工 本工程華夫板模殼材料為玻璃纖維高分子材料以高溫140160壓鑄成型，是屬熱固

18、型之強化復合成型材料。依據(jù)具體圖紙，橫向環(huán)向布置2道加勁肋第一道布置距離底面320mm高、第二道布置比第一道高260mm，縱向5道加勁肋間距為130mm。 華夫板實體圖1、材料試驗在生產(chǎn)出樣品后，我們交由通標標準技術(shù)服務(wù)有限公司廣州分公司進行了洛氏硬度檢驗、拉伸強度檢驗、水平燃燒等試驗，我們的加肋SMC華夫板滿足所有要求，可以投入現(xiàn)場使用。拉伸強度檢驗報告 水平燃燒檢驗報告 洛氏硬度檢驗報告2、對中心組件以及連接件的深化傳統(tǒng)華夫板使用普通螺絲來固定、連接華夫板或華夫桶，但由于華夫板或華夫桶側(cè)壁較薄且混凝土和鋼筋對其壓力較大，容易造成螺絲脫落或脫扣，造成材料的損壞。徳科碼（南京）項目對預埋件進行

19、深化、升級，采用Q235鋼板進行焊接連接，成功設(shè)計出既滿足現(xiàn)場使用要求，又便捷施工的中心組件與連接件并用定制的膨脹螺絲進行連接。 中心組件設(shè)計圖 中心組件實體圖連接件設(shè)計圖 連接件實體圖實施三、培訓交底華夫板安裝策劃及交底華夫板實體樣板實施四、旁站監(jiān)控 通過項目管理人員、廠家顧問、無人機實時監(jiān)控，監(jiān)控整個施工中華夫板的吊裝、鋪設(shè)、找平、安裝等過程，重點監(jiān)控澆筑混凝土時華夫板的情況?，F(xiàn)場時時監(jiān)控 航拍監(jiān)控 加肋SMC華夫板的吊裝 加肋SMC華夫板的運輸 加肋SMC華夫板的安裝 加肋SMC華夫板的鋪排八、效果檢查 質(zhì)量方面：通過現(xiàn)場監(jiān)察，雖然無內(nèi)支撐，但華夫板運輸、安裝過程以及混凝土澆筑過程中質(zhì)量

20、沒有任何影響。加肋SMC華夫板安裝損壞率為0，成功澆筑率為100。進度方面：安裝過程節(jié)約2-3天工期；拆除過程節(jié)約2天工期；估算節(jié)約工期4-5天（100人工作）。成本方面：現(xiàn)場共計使用4710個加肋SMC華夫桶,每個桶內(nèi)需要的內(nèi)木支撐為3.26，內(nèi)支撐節(jié)約材料成本預計在50萬元左右；人工成本，內(nèi)支撐制作運輸安裝拆除折合100人工估算，預計節(jié)約成本4萬元以上。其他影響：未發(fā)現(xiàn)拆除內(nèi)支撐對現(xiàn)在的加肋SMC華夫板安裝及使用過程中有任何不良影響。九、標準化1、經(jīng)過總結(jié)加肋SMC華夫板研究、溝通以及現(xiàn)場實操的過程，我們做了加肋SMC華夫板宣傳手冊。我們會在接下來的施工過程中會進一步收集相關(guān)技術(shù)、影像資料和相關(guān)實測數(shù)據(jù)。