Jännitetty betonisylinteriputki (PCCP) koostuu betonisydämestä, ohuesta teräsylinteristä, korkeaa vetolujuutta omaavista jännityslangoista ja laastipinnoitteesta. Betonisydän on tärkein kantava rakenneosa, ja teräslieriö toimii betonikerrosten välisenä vesisulkuna, esijännityslangat tuottavat ytimeen tasaisen puristuspaineen, joka tasaa putken vetojännityksiä, ja laastipinnoite suojaa esijännityslankoja fyysisiltä vaurioilta ja ulkoiselta korroosiolta.
Prestressed Concrete Cylinder Pipe (PCCP) valmistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1942 vuoratuksi sylinteriputkeksi. Vuoratussa sylinteriputkessa esijännityslanka on kiedottu suoraan teräsylinterin ympärille. Vuonna 1952 kehitettiin toinen PCCP-tyyppi, jossa terässylinteri on betonikoteloitu molemmin puolin. Sitä kutsutaan upotetuksi sylinteriputkeksi, ja se eroaa vuoratusta sylinteriputkesta siinä, että sen terässylinteri on koteloitu betoniytimeen. Näin ollen esijännityslanka kietoutuu betonisydämen ympärille eikä teräsylinterin ympärille, kuten vuoratussa sylinteriputkessa. Vuoratun sylinteriputken ja upotetun sylinteriputken tyypilliset halkaisijat ovat 16-60 tuumaa ja 30-256 tuumaa.
PCCP:n suunnittelu- ja valmistusstandardit ovat kehittyneet vähitellen vuodesta 1942 lähtien, ja ensimmäinen PCCP-standardi hyväksyttiin American Water Works Associationissa (AWWA) vuonna 1949. AWWA C301 Standard for Prestressed Concrete Pressure Pipe, Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquids (AWWA C301) -standardia on tarkistettu useita kertoja, ja viimeisin tarkistus tehtiin vuonna 2007. Vuonna 1992 AWWA loi uuden PCCP-putkien suunnittelua ja valmistusta koskevan standardin, joka määriteltiin nimellä AWWA C304 Standard for Design of Prestressed Concrete Cylinder Pipe (AWWA C304).
Alkuperäiset PCCP-putkien valmistuksen rakennesuunnitteluvaatimukset olivat yleensä konservatiivisia ja niissä käytettiin korkeita varmuuskertoimia. Kun kokemus tämän komposiittiputken käytöstä ja ymmärrys PCCP:n käyttäytymisestä lisääntyi sekä materiaalitieteiden kehittyminen lisääntyi, PCCP:n rakennesuunnitteluun tehtiin kuitenkin muutoksia valmistuskustannusten alentamiseksi. Lankojen vetolujuuden kasvu valmistuksen aikana 1960-luvun lopulla ja 1970-luvun alussa vähensi jänneteräslankojen määrää ja mahdollisti halkaisijaltaan pienempien lankojen käytön, mikä johti tehokkaammalta vaikuttavaan suunnitteluun ja taloudellisempaan valmistukseen. Nämä käytännöt huipentuivat 1970-luvulla, jolloin valmistusprosessissa otettiin käyttöön IV-luokan lankaa käyttäviä putkia ja muita kustannussäästötoimenpiteitä.
Tältä aikakaudelta peräisin olevissa putkissa alkoi esiintyä paljon ennenaikaisia vikoja. Sittemmin PCCP:n tekniset standardit alkoivat parantua, mikä johti PCCP:n standardien parantumiseen. PCCP-putkien standardien, suunnittelun ja valmistuksen tärkeimmät tarkistukset koostuvat PCCP-putkien enimmäishalkaisijan, betonin laadun (lujuuden), teräsylinterin paksuuden, esijännityslangan standardien (langan halkaisija, käämitysjännitys, välys jne.) ja laastipinnoitteen paksuuden muutoksista.
American Concrete Pressure Pipe Association (ACPPA) ja sen edustama teollisuus ovat viime vuosina saaneet aikaan useita merkittäviä parannuksia PCCP:n valmistusprosessissa ja laadunvalvontamenettelyissä:
- Keskeinen keskittyminen laadunvalvontaan ja teknologian kehittämiseen;
- Vesiteollisuuden merkkipaaluksi muodostunut vaatimustenmukaisuuden tarkastus- ja sertifiointiohjelma;
- Tarkkojen standardien kehittäminen;
Tuloksena tarkistetuista standardeista saadaan putkimateriaali, joka on suunniteltua ja jota valmistetaan paljon paremmin kuin PCCP:tä, jota on tuotettu missään vaiheessa PCCP:tä sen 50-vuotisen historian aikana.
PCCP:llä on alhaisin vesijohtoverkoston rikkoutumisprosentti 100 km:ä kohti kuin millään muulla putkimateriaalilla (Prosser, 1996).
Lataa whitepaperimme, jos haluat lisätietoja PCCP:n suorituskyvystä ja heikkenemisestä, joka perustuu yli vuosikymmenen ajan kerättyihin kunnonarviointitietoihin.