SMC华夫板创新材料研究

1、SMC华夫板创新材料研究中建二局第三建筑工程有限公司徳科码（南京）半导体科技有限公司一期晶圆厂项目QC小组 中建二局 第三建筑工程有限公司2018年2月目录一、工程概况3二、小组简介6三、选择课题7四、设定目标10五、提出并确定最佳方案11六、制定对策17七、对策实施18八、效果检查25九、标准化26十、 总结及下一步打算28一、工程概况工程名称：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

2、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；本工程华夫板位置位于生产车间三层洁净室楼板华夫板简介：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

3、制程的质量，因此衍生出洁净室楼板的特殊设计华夫板。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、小组简介小组名称徳科码（南京）半导体科技有限公司一期晶圆厂项目QC小组成立时间2017年2月28日课题名称SMC华夫板创新材料研究课题注册号2B3C-QCKT2017-103课题类型创新型小组注册号2B3C-QCXZ2017-103活动频率1次/周活动时间2017年2月-2017年11月接受教育时间120小时/人序号姓名年龄职务文化程度职称组内分工组内职责1杨发兵46公司总工本科高级工程师顾问全面管控2安雄宝40分公司总工本科高级工程师组长组织协调3王涛41项目

4、经理本科工程师副组长主要研究人员4静恩鹏35项目总工本科工程师组员主要研究人员5石志勇54质量总监中专助工组员现场质量监督6朱洪标28技术部长本科助工组员对策实施7梁振宇24技术员本科工程师组员对策实施8崔异健24质检员本科助工组员现场质量监督9蔡奎民40华夫板厂家负责人本科助工组员对策实施落实三、选择课题传统华夫板样式 传统华夫板内木支撑样式传统华夫板未拆除内木支撑样式传统华夫板完成效果图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

5、.26模板、0.08m³木方，现场共计使用4710个华夫桶，共使用模板15354.6、木方376.8m³，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。 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。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

6、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。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

7、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。五、提出并确定最佳方案 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

8、，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：1.铝合金外壳势必会使费用大幅度增加。2.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。3.铝合金外壳和华夫板之间的固定是否牢靠有待进一步

9、探索。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/。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。 SMC加肋华夫板混凝土侧压力计算步骤方案优缺点分析：优点：1.现场操作简单

10、，只需加工厂进行改变。2.改变小，效果明显，显著提高侧壁承载力和强度。3.不增加内木支撑就满足我们对华夫板的要求。4.规避了拆模时施工人员可能遇到的危险。 缺点：1.将会增加传统华夫板的重量，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：1.避免对华夫板材料结构的变动；2.可以不用增加内木支撑；3.避免了施工人员拆模的危险。缺点：1.华夫桶侧壁厚度增加，势必会使材料费大度增加；2.华夫板侧壁厚度增加，导致华夫板重量大幅增

11、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；3.华夫板制作模具需重新制作。经济分析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。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

12、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。 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。项目施工质量情况经济情况工期情况施工难易程度对后续工序的影响及情况结论方案一提高工程质量1517622

13、.5元减少工期由于铝合金外壳强度比较大，较容易施工可能有影响材料成本较大，质量、工期提高明显方案二通过结构提升侧壁强度及承载力，提高工程质量805632.43元减少工期稍微增加了材料本身的重量，材料本身性能没有改变，容易施工无显著影响成本、质量、工期方面都有显著改善方案三增加传统华夫板侧壁厚度，保证华夫板可以不用内木支撑便能满足使用要求1564783.59略减少工期重量增加比较多，造成了施工中的不便可能有影响质量、工期都有显著提升，工期减少不明显对三套方案综合评比打分，选定最佳方案。项目经济情况（25分）工期情况（25分）对后续工序的影响其情况（25分）总分方案一18222184（中）方案二2

14、3232392（好）方案三20202285（中）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、制定对策要素分析华夫板侧壁角度调整设计阶段:华夫板二次深化材料加工:华夫板侧壁加厚华夫板加工华夫板侧壁加肋施工准备:培训交底施工阶段:旁站监控华夫板侧壁加肋调整序号要素对策目标措施地点时间责任人1二次深化将华夫板策划进行二次深化确定实施的可行性提出二次深化华夫板方案，与设计及加工厂协商项目部2017年5月朱洪标2材料加工依据深化设

15、计图进行加工确保华夫板顺利加工与加工厂达成加工协定加工厂2017年8月董震3培训交底对管理人员和工人进行交底确保现场施工的准确性对项目部管理人员及工人分级交底施工现场2017年9月静恩鹏4旁站监控施工过程中各部门时时监控收集现场信息，确保达到预期要求工程、质检、技术、 测量现场时时观测，及时进行数据统计，及时分析、解决问题施工现场2017年11月石志勇七、对策实施 实施一：二次深化1、多次试验 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。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

16、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

17、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140160压铸成型，是属热固

18、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。 华夫板实体图1、材料试验在生产出样品后，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 水平燃烧检验报告 洛氏硬度检验报告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

19、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。 中心组件设计图 中心组件实体图连接件设计图 连接件实体图实施三、培训交底华夫板安装策划及交底华夫板实体样板实施四、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。现场时时监控 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华夫板的安装 加肋SMC华夫板的铺排八、效果检查 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

20、没有任何影响。加肋SMC华夫板安装损坏率为0，成功浇筑率为100。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）。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。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。九、标准化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。