Țeavă cilindrică din beton precomprimat (PCCP) constă dintr-un miez de beton, un cilindru subțire din oțel, cabluri de precomprimare de înaltă rezistență și un înveliș de mortar. Miezul de beton este principala componentă structurală portantă, cilindrul de oțel acționând ca o barieră de apă între straturile de beton, sârmele de pretensionare produc o presiune de compresiune uniformă în miez care compensează tensiunile de tracțiune din țeavă, iar învelișul de mortar protejează sârmele de pretensionare împotriva deteriorării fizice și a coroziunii externe.
Teava cilindrică de beton precomprimat (PCCP) a fost fabricată pentru prima dată în 1942 ca țeavă cilindrică căptușită. Firul de precomprimare din conducta cilindrică căptușită este înfășurat direct în jurul cilindrului de oțel. Un al doilea tip de PCCP a fost dezvoltat în 1952, care are învelișul de beton al cilindrului de oțel pe ambele părți. Cunoscută sub denumirea de țeavă cilindrică înglobată, aceasta diferă de conducta cilindrică căptușită prin încapsularea cilindrului de oțel într-un miez de beton. Prin urmare, sârma de precomprimare este înfășurată în jurul miezului de beton și nu în jurul cilindrului de oțel, ca în cazul țevilor cilindrice căptușite. Diametrele tipice pentru conductele cilindrice căptușite și înglobate sunt cuprinse între 16 și 60 de inci și, respectiv, între 30 și 256 de inci.
Standardele de proiectare și de fabricație ale PCCCP s-au dezvoltat treptat începând din 1942, primul standard pentru PCCP fiind aprobat de American Water Works Association (AWWA) în 1949. Standardul AWWA C301 Standard for Prestressed Concrete Pressure Pipe, Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquids (AWWA C301) a fost revizuit de mai multe ori, ultima revizuire având loc în 2007. În 1992, AWWA a creat un nou standard pentru proiectarea și fabricarea PCCP definit ca Standardul AWWA C304 pentru proiectarea conductelor cilindrice din beton precomprimat (AWWA C304).
Cerințele inițiale de proiectare structurală pentru fabricarea PCCP au avut tendința de a fi conservatoare, cu factori de siguranță mari. Cu toate acestea, pe măsură ce experiența în utilizarea acestei conducte compozite și înțelegerea comportamentului PCCP a crescut, împreună cu progresele în știința materialelor, s-au făcut modificări în proiectarea structurală a PCCP pentru a reduce costul de fabricație. Creșterea rezistenței la tracțiune a sârmei în timpul fabricării, la sfârșitul anilor 1960 și începutul anilor 1970, a redus cantitatea de sârmă de oțel de precomprimare și a permis utilizarea unei sârme cu un diametru mai mic, ceea ce a dus la ceea ce părea a fi o proiectare mai eficientă și o fabricație mai economică. Aceste practici au culminat în anii 1970, când în procesul de fabricație au fost implementate țevi care utilizau sârmă de clasa IV și alte măsuri de reducere a costurilor.
Țevile din această epocă au început să se confrunte cu o rată ridicată de defecțiuni premature. Ulterior, standardele de inginerie pentru PCCP au început să se îmbunătățească, ceea ce a dus la îmbunătățirea standardelor pentru PCCP. Principalele revizuiri ale standardelor, proiectării și fabricării PCCP constau în modificări ale diametrului maxim al PCCP, ale calității (rezistenței) betonului, ale grosimii cilindrului de oțel, ale standardelor pentru sârma de precomprimare (diametrul sârmei, tensiunea de înfășurare, spațierea etc.) și grosimea stratului de mortar.
În ultimii ani, o serie de îmbunătățiri semnificative ale procesului de fabricare a PCCP și ale procedurilor de control al calității au fost aduse de Asociația Americană a Conductelor de Presiune din Beton (ACPPA) și de industria care este reprezentată prin intermediul acesteia:
- Un accent puternic pus pe controlul calității și pe dezvoltarea tehnologiei;
- Un program de audit de conformitate și certificare de referință în industria apei;
- Dezvoltarea unor standarde riguroase;
Rezultatul standardelor revizuite oferă un material de țeavă proiectat și fabricat mult mai bine decât PCCP-ul produs în orice moment de-a lungul istoriei sale de 50 de ani.
PCCP are cea mai mică rată de rupere a conductelor principale de apă la 100 km decât orice alt material de conducte (Prosser, 1996).
Descărcați cartea noastră albă pentru a afla mai multe despre performanța și deteriorarea PCCP pe baza a peste un deceniu de date de evaluare a stării.