SMC华夫板创新材料研究

徳科码 南京 半导体科技有限公司一期晶圆厂项目 发布人 梁振宇 SMC华夫板创新材料研究 时间 2017年12月 目录 中国建筑品质重于泰山 过程精品服务跨越五洲 一 工程概况 二 小组简介 三 选择课题 四 设定目标 五 提出并确定最佳方案 六 制定对策 七 对策实施 八 确认效果 九 标准化 十 总结及下一步打算 本工程华夫板位置 生产车间三层洁净室楼板 工程名称 德科码 南京 半导体科技有限公司一期晶圆厂项目工程地址 南京市栖霞区三环西侧 西湖河南侧 南至广志路 建筑面积 123094 35 计划工期 2017年2月28日至2018年10月30日结构形式 本项目一共有十幢厂房及配套建筑设施 主体结构均为框架结构 其中生产车间建筑面积46970 为地上4层 华夫板洁净室位于三层 四层地面及四层顶板为钢结构桁架结构 一 工程概况 徳科码 南京 半导体科技有限公司主要生产高科技芯片 对生产环境要求较高 因此在生产车间设计洁净室 洁净室均设有洁净区 使得洁净室中含微粒的气流经由高架地板及洁净室楼板进入到下技术夹层 再由抽风设备将下技术夹层的气流抽至洁净室天花板的滤网 重新过滤出洁净且稳定的气流 产生一个循环系统 即回风系统 这使得洁净室楼板须留有足够的回风孔洞 使洁净室的气流会经由此回风孔送到下技术夹层 再加之须有足够的强度以承受制程机台的重量 以及抑制微振动影响制程的质量 因此衍生出洁净室楼板的特殊设计 华夫板 华夫板简介 图中灰色阴影为华夫板区域 位于生产车间三层结构面 施工面积达到9500余平方米 二 小组简介 二 小组简介 传统华夫板样式 传统华夫板内支撑 三 选择课题 传统华夫板铺设后未拆除内木支撑 传统华夫板完成效果图 三 选择课题 三 选择课题 由于传统华夫板侧壁强度较低 极易在安装 使用的过程中被损坏 所以在安装过程中需要增加内木支撑 理由一 本工程生产车间采用华夫板结构 传统华夫板侧壁较薄 为12mm 所以需要增加内木支撑 每个华夫桶需要大概3 26 模板 0 08m 木方 现场共计使用4710个华夫桶 共使用模板15354 6 木方376 8m 安装 制作时间大约需要2天 以100工人计算 内木支撑浪费了大量的人力 物力和财力 延长了工期 三 选择课题 理由二 我小组成员在网上查询和市场调查 没有华夫板可借鉴的资料 及在我公司也是首次使用 理由四 在华夫板完工后拆除传统华夫板内木支撑时 施工人员需站在华夫板下方对内木支撑进行拆除 木方及模板有掉落的可能性 所以对施工人员造成施工危险较大 根据上述理由 小组决定针对传统华夫板进行创新 研制出一种适合本工程既节约人力 物力和财力 又能加快工期保证质量 彻底改善传统工艺做法的新产品 三 选择课题 理由三 在钢筋绑扎及混凝土浇筑过程中 容易损坏华夫板外壳 影响整个结构质量以及观感 四 设定目标 1 目标值设定 目标1 创新做法需要解决传统华夫板需要增加内木支撑以及规避在工程完工后拆除内木支撑施工人员所遇到的危险 目标2 创新做法需使华夫板安装成功率达到100 做到缩短工期2天以上 节约资金50万以上 2 目标可行性分析 分析一 人员配备方面 本QC小组人员知识水平较高 现场施工经验丰富 为解决华夫板施工难题 特意到厦门联芯 台湾台积电等项目现场进行学习 对此类华夫板材料有所了解和认识 具有提出并落实解决问题的实力 分析二 全方面支持 公司积极推广创新活动 在引导和帮助项目的同时 明确科技创新和降本增效活动做出奖励 甲方对项目的创新鼓励 指示设计单位可以为项目创新做必要的变更 项目全体成员集思广益 为创新活动提供思路和动力 分析三 创新的必然 内支撑这种传统工艺在节能减排 改革创新的洪流中已经不适应现如今的施工工艺和要求 改变已是大势所趋 工艺创新已成为时代的必然 华夫板分包单位聚巨企业有限公司 台湾 技术实力雄厚 也急于需求新的支撑工艺 愿意与项目配合研发 试验 QC小组成员通过对华夫板使用质量要求和相关问题进行分析 认为传统华夫板在使用中侧壁不够坚固 受较大荷载影响易产生偏差 影响施工质量 而增加内木支撑 在安装及拆除中会显著增加劳动量和成本 且拆除过程中存在较大安全风险 华夫板内支撑安装 华夫板内支撑拆除 五 提出并确定最佳方案 QC小组成员运用 头脑风暴 集思广益 从简化或省略内支撑入手 以增强华夫板侧壁强度为目的 对华夫板的影响原因进行分析讨论 提出以下三套解决方案并论证 方案优缺点分析 优点 通过使用保护壳 确保在不使用内支撑的情况下 华夫板侧壁强度及承载力能够达到使用要求 缺点 铝合金外壳势必会使费用大幅度增加 铝合金外保护壳降低了华夫板对混凝土的咬合力 需考虑材料改变对建筑物的影响 铝合金外壳和华夫板之间的固定是否牢靠有待进一步探索 方案1 增加铝合金保护壳在传统华夫板外面加附一层5mm铝合金的保护壳 用于保护华夫板可承受混凝土的侧压力 方案2 结构设计改进创新 在华夫板每侧均匀增加纵向5道间距为130mm附加加劲肋 横向增加2道环向布置的附加加劲肋 第一道布置距离底面320mm高 第二道布置比第一道高260mm 距离上边缘360mm 根据以下具体的公式 并结合我们项目的实际情况 计算出现浇混凝土对SMC加肋华夫板的侧压力为30 96KN 考虑钢筋安装对华夫板的影响 经过我们设计SMC加肋华夫板可抵抗侧压力约为36KN 方案优缺点分析 优点 现场操作简单 只需加工厂进行改变 改变小 效果明显 显著提高侧壁承载力和强度 不增加内木支撑就满足我们对华夫板的要求 规避了拆模时施工人员可能遇到的危险 缺点 将会增加传统华夫板的重量 造成施工中的不便 增大材料用量 加工模具需要重新制作 方案2 结构设计改进创新 加肋SMC华夫板中环向布置的两道加劲肋为渐变形加肋 保证了混凝土浇筑过程中可以充分抵抗混凝土的侧压力并增加了与混凝土的咬合力 方案3 增加华夫板侧壁厚度参考传统华夫板因为侧壁较薄 易破坏的特性 加大传统华夫板的侧壁厚度至28mm 达到华夫板可以抵抗混凝土侧压力的目的 方案优缺点分析 优点 避免对华夫板材料结构的变动 可以不用增加内木支撑 避免了施工人员拆模的危险 缺点 华夫桶侧壁厚度增加 势必会使材料费大度增加 华夫板侧壁厚度增加 导致华夫板重量大幅增加 造成施工不便 包括模具制作 运输 施工等阶段均造成了困难 华夫板制作模具需重新制作 方案1 使用传统华夫板 在华夫板外侧附上一层5mm厚的铝合金外壳 一个桶大约需要5 23 的铝合金外壳 额外的铝合金材料费为815832 5元 安装费为701790元 措施总计金额为1517622 5元 方案2 经过设计沟通 将华夫板设计优化为加肋SMC华夫板 不在施工现场进行优化 节省了大量工期 但华夫板材料单价略微上涨 材料费增加601072 43元 安装费为204560元 措施总计金额为805632 43元 方案3 参考传统华夫板 加厚华夫板侧壁的厚度 需要增加的材料费1079653 69元 人工安装费485130元 措施总计金额为1564783 59元 通过以上三种方案的基本陈述 下面我们先对传统华夫板进行经济分析 再对各方案进行经济分析 徳科码项目于生产车间3层设立洁净室 使用华夫板楼面 现场华夫板安装面积9551 09 共计使用4170个华夫桶 一个桶内需要内木支撑的面积3 26 需内木支撑材料费883425 97元 人工制作模板及拆模需人工费485130元 措施总计金额为1368555 97元 经济分析 小组成员通过对方案质量 经济 进度等方面进行比较 认真分析了各个方案的优缺点 选定最佳方案对三套方案综合评比打分 注 每小项25分满分 总分85 100分为好 70 85为中 70分以下为差 深入剖析各个方案的优缺点 对各个方案进行比较打分 小组成员认为方案二在质量 经济 工期等因素中都具有明显的优势 因此将方案二选为最优方案 六 制定对策 要素分析 施工阶段 施工准备 材料加工 设计阶段 华夫板侧壁角度调整 华夫板侧壁加厚 华夫板侧壁加肋 华夫板侧壁加肋调整 六 制定对策 七 对策实施 首先 我们通过分析原有材料 总结可以创新的地方和可以解决的问题 经过各种创新的尝试 实施一 二次深化1 多次试验 1 原有华夫板侧壁为垂直角度 受到混凝土的冲击力比较大 经过计算 我们将华夫板侧壁角度调整3 在冲击试验的过程中 取得了较好的试验结果 2 原有华夫板侧壁较薄 所以不能承受混凝土侧压力以及钢筋绑扎过程中受到的重力 所以我们将华夫板整个侧壁的厚度逐渐加厚 用过计算可知最终壁厚加到28mm 才可以完全抵抗混凝土的侧压力 3 虽然侧壁加到了28mm可以抵挡住混凝土的侧压力以及钢筋可能对华夫板可能产生的影响 但厚度较大 使用材料较多 经济成本大概增加了38 同时极大地增加了华夫板的重量 使华夫板在安装 运输过程中产生了极大的不便 4 面对这种情况 我们开启头脑风暴 积极发散思维 构造出了通过加肋来降低侧壁厚度的方法 同时新的问题进一步产生了 加几条肋 怎么加肋 新的困难摆在前面 但是通过发扬咱们三公司的铁军精神 大家积极思考 努力动手操作 试验 通过厂家的积极配合在满足华夫板可以承受混凝土的侧压力的前提下 我们从加纵向3道肋 横向1道肋开始 将华夫板侧壁厚度降低到20mm 再加纵向4道肋 横向一道肋 侧壁厚度进一步降低到18mm 再加到纵向5道肋 横向环向2道肋 侧壁厚度进一步降低到15mm 5 经过对现场的运输使用安装 经济分析 厂家试验等多方面考虑 我们进一步优化 我们将横向加劲肋与纵向加劲肋进行造型优化 角度调整 最终获得了我们现在正在徳科码 南京 项目现场使用的加肋SMC华夫板 最终定图 华夫板实体图 实施二 材料加工 本工程华夫板模壳材料为玻璃纤维高分子材料以高温140 160 压铸成型 是属热固型之强化复合成型材料 依据具体图纸 横向环向布置2道加劲肋第一道布置距离底面320mm高 第二道布置比第一道高260mm 纵向5道加劲肋间距为130mm 1 材料检验 在生产出样品后 我们交由通标标准技术服务有限公司广州分公司进行了洛氏硬度检验 拉伸强度检验 水平燃烧等试验 我们的加肋SMC华夫板满足所有要求 可以投入现场使用 拉伸强度检验报告 洛氏硬度检验报告 水平燃烧检验报告 华夫板中心组件 连接件设计图 构件实体图 2 对中心组件以及连接件的深化 传统华夫板使用普通螺丝来固定 连接华夫板或华夫桶 但由于华夫板或华夫桶侧壁较薄且混凝土和钢筋对其压力较大 容易造成螺丝脱落或脱扣 造成材料的损坏 徳科码 南京 项目对预埋件进行深化 升级 采用Q235钢板进行焊接连接 成功设计出既满足现场使用要求 又便捷施工的中心组件与连接件并用定制的膨胀螺丝进行连接 华夫板安装策划及交底 实施三 培训交底 华夫板实体样板 2 培训交底 现场时时监控 实施四 旁站监控 通过项目管理人员 厂家顾问 无人机实时监控 监控整个施工中华夫板的吊装 铺设 找平 安装等过程 重点监控浇筑混凝土时华夫板的情况 航拍监控 航拍监控 加肋SMC华夫板的吊装 加肋SMC华夫板的运输 加肋SMC华夫板的铺排 加肋SMC华夫板的安装 质量方面 通过现场监察 虽然无内支撑 但华夫板运输 安装过程以及混凝土浇筑过程中质量没有任何影响 八 效果检查 进度方面 省去了大量内木支撑制作以及安装时间和拆除时间大概节省2天工期 100人工作 其他影响 未发现拆除内支撑对现在的加肋SMC华夫板安装及使用过程中有任何不良影响 成本方面 省去了内支撑材料的成本 以及大量人工成本 就南京徳科码项目9551 6 的安装面积 较传统工艺节省成本50余万元 质量方面 加肋SMC华夫板安装损坏率为0 成功浇筑率为100 成本方面 现场共计使用4710个加肋SMC华夫桶 每个桶内需要的内木支撑为3 26 内支撑节约材料成本预计在50万元左右 人工成本 内支撑制作运输安装拆除折合100人工估算 预计节约成本4万元以上 进度方面 安装过程节约2 3天工期 拆除过程节约2天工期 估算节约工期4 5天 100人工作 1 经过总结加肋SMC华夫板研究 沟通以及现场实操的过程 我们做了加肋SMC华夫板宣传手册 我们会在接下来的施工过程中会进一步收集相关技术 影像资料和相关实测数据 九 标准化 2 编写加肋无内支撑华夫板论文 申报到公司 洁净室无内撑SMC加肋华夫板施工技术与应用3 根据华夫板创新研究写了关于加肋SMC华夫板创新型专利和华夫板连接件与中心组件的专利 无内撑加肋SMC华夫板专利申请一种SMC华夫板组件加固体系 回顾这一阶段的QC小组活动 无论是小组成员的个人能力 知识技能 或是整个QC团队的合作能力 都有了显著全面的提升 十 总结及下一步打算 关于个人方面的专业知识水平 小组成员从对华夫板的一无所知到经历创新华夫板研制 改革 实施再到现场安装等一系列的过程 小组成员对SMC加肋华夫板有了全方位 立体的了解 同时针对华夫板每个试验或安装过程都有了自己独特的体会以及工作方法 关于管理能力技术方面 小组成员都有了长足的进步 进一步增强了自身的管理能力与管理技