Rura cylindryczna z betonu sprężonego (PCCP) składa się z rdzenia betonowego, cienkiego cylindra stalowego, drutów sprężających o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i powłoki z zaprawy. Betonowy rdzeń jest głównym elementem nośnym, a stalowy cylinder działa jako bariera wodna pomiędzy warstwami betonu, druty sprężające wytwarzają równomierne ciśnienie ściskające w rdzeniu, które kompensuje naprężenia rozciągające w rurze, a powłoka z zaprawy chroni druty sprężające przed uszkodzeniami fizycznymi i korozją zewnętrzną.
Prężone Betonowe Rury Walcowe (PCCP) zostały po raz pierwszy wyprodukowane w 1942 roku jako rury z cylindrem wykładanym. Drut sprężający w rurze z cylindrem jest owinięty bezpośrednio wokół stalowego cylindra. W 1952 roku opracowano drugi rodzaj rur PCCP, w których stalowy cylinder jest obustronnie otoczony betonem. Rura ta, znana jako rura z cylindrem wbudowanym, różni się od rury z cylindrem wykładanym tym, że jej stalowy cylinder jest zamknięty w betonowym rdzeniu. Dlatego też drut sprężający jest owinięty wokół betonowego rdzenia, a nie stalowego cylindra, jak w przypadku rury z cylindrem wykładanym. Typowe zakresy średnic dla rur z cylindrem podszytym i wbudowanym wynoszą odpowiednio od 16 do 60 cali i od 30 do 256 cali.
Standardy dotyczące projektowania i produkcji rur PCCP rozwijały się stopniowo od 1942 roku, a pierwszy standard dla rur PCCP został zatwierdzony przez American Water Works Association (AWWA) w 1949 roku. Norma AWWA C301 Standard for Prestressed Concrete Pressure Pipe, Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquids (AWWA C301) była wielokrotnie nowelizowana, a ostatnia nowelizacja miała miejsce w 2007 roku. W 1992 roku AWWA stworzyła nowy standard dla projektowania i produkcji PCCP, określony jako AWWA C304 Standard for Design of Prestressed Concrete Cylinder Pipe (AWWA C304).
Początkowe wymagania projektowe dla produkcji PCCP były konserwatywne, z wysokimi współczynnikami bezpieczeństwa. Jednak w miarę zdobywania doświadczenia w stosowaniu rur kompozytowych i poznawania zachowania PCCP, a także postępu w dziedzinie materiałoznawstwa, wprowadzono zmiany w projekcie konstrukcyjnym PCCP w celu obniżenia kosztów produkcji. Wzrost wytrzymałości drutu na rozciąganie podczas produkcji w późnych latach 60-tych i wczesnych 70-tych zmniejszył ilość stalowego drutu sprężającego i pozwolił na zastosowanie drutu o mniejszej średnicy, co spowodowało, że projekt wydawał się być bardziej efektywny i ekonomiczny w produkcji. Kulminacja tych praktyk nastąpiła w latach 70-tych, gdy do procesu produkcyjnego wprowadzono rury wykorzystujące drut klasy IV oraz inne środki oszczędnościowe.
Rury z tej epoki zaczęły doświadczać wysokiego wskaźnika przedwczesnych awarii. Następnie, standardy inżynieryjne dla PCCP zaczęły się poprawiać, co zaowocowało ulepszeniem standardów dla PCCP. Główne zmiany w standardach, projektowaniu i produkcji PCCP polegają na zmianach maksymalnej średnicy PCCP, jakości (wytrzymałości) betonu, grubości stalowego cylindra, standardów drutu sprężającego (średnica drutu, naprężenie zawijania, rozstaw itp.) oraz grubości powłoki zaprawy.
W ostatnich latach, szereg znaczących ulepszeń w procesie produkcyjnym PCCP i procedurach kontroli jakości zostało wprowadzonych przez American Concrete Pressure Pipe Association (ACPPA) i przemysł, który jest przez nie reprezentowany:
- Silny nacisk na kontrolę jakości i rozwój technologii;
- Audyt zgodności i program certyfikacji przełomu w przemyśle wodnym;
- Opracowanie rygorystycznych norm;
Rezultat w zrewidowanych normach zapewnia materiał rurowy, który zaprojektowano i wyprodukowano znacznie lepiej niż PCCP produkowany w dowolnym momencie w swojej 50-letniej historii.
PCCP ma najniższy wskaźnik pęknięć sieci wodociągowej na 100 km niż jakikolwiek inny materiał rurowy (Prosser, 1996).
Ściągnij nasz whitepaper, aby dowiedzieć się więcej o wydajności i degradacji PCCP na podstawie ponad dekady danych z oceny stanu technicznego.