Cylinderrör av förspänd betong (PCCP) består av en betongkärna, en tunn stålcylinder, förspänningskablar med hög draghållfasthet och en murbruksbeläggning. Betongkärnan är den huvudsakliga strukturella bärande komponenten med stålcylindern som fungerar som en vattenbarriär mellan betongskikten, förspänningstrådarna skapar ett jämnt tryck i kärnan som kompenserar för dragspänningar i röret och murbruksbeläggningen skyddar förspänningstrådarna från fysiska skador och yttre korrosion.
Prestressed Concrete Cylinder Pipe (PCCP) tillverkades för första gången 1942 som ett fodrat cylinderrör. Förspänningstråden i fodrade cylinderrör är lindad direkt runt stålcylindern. En andra typ av PCCP utvecklades 1952 som har en betongomslutning av stålcylindern på båda sidor. Den kallas inbäddade cylinderrör och skiljer sig från fodrade cylinderrör genom att stålcylindern är inkapslad i en betongkärna. Därför är förspänningstråden lindad runt betongkärnan i stället för runt stålcylindern som i fodrade cylinderrör. De typiska diameterintervallen för fodrade och inbäddade cylinderrör är mellan 16 och 60 tum respektive 30 och 256 tum.
Design- och tillverkningsstandarder för PCCP har successivt utvecklats sedan 1942 och den första standarden för PCCP godkändes av American Water Works Association (AWWA) 1949. Standarden AWWA C301 Standard for Prestressed Concrete Pressure Pipe, Steel Cylinder Type, for Water and Other Liquids (AWWA C301) har reviderats flera gånger och den senaste revideringen gjordes 2007. År 1992 skapade AWWA en ny standard för konstruktion och tillverkning av PCCP som definieras som AWWA C304 Standard for Design of Prestressed Concrete Cylinder Pipe (AWWA C304).
De ursprungliga strukturella konstruktionskraven för tillverkning av PCCP tenderade att vara konservativa med höga säkerhetsfaktorer. I takt med att erfarenheten av att använda detta kompositrör och förståelsen för PCCP:s beteende ökade, tillsammans med framsteg inom materialvetenskapen, gjordes dock ändringar i PCCP:s strukturella utformning för att minska tillverkningskostnaden. Ökningen av trådens draghållfasthet under tillverkningen i slutet av 1960-talet och början av 1970-talet minskade mängden förspänningsståltråd och möjliggjorde tråd med mindre diameter, vilket resulterade i vad som verkade vara en effektivare konstruktion och en ekonomisk tillverkning. Dessa metoder kulminerade på 1970-talet när rör som använde tråd av klass IV och andra kostnadsbesparande åtgärder infördes i tillverkningsprocessen.
Rör från denna epok började uppvisa en hög frekvens av förtida fel. Därefter började de tekniska standarderna för PCCP förbättras, vilket resulterade i förbättrade standarder för PCCP. De viktigaste revideringarna av standarderna, utformningen och tillverkningen av PCCP består av ändringar av PCCP:s maximala diameter, betongens kvalitet (hållfasthet), stålcylinderns tjocklek, standarder för förspänningstrådar (tråddiameter, lindningsspänning, avstånd etc.) och tjockleken på murbruksbeläggningen.
Under de senaste åren har ett antal betydande förbättringar av PCCP-tillverkningsprocessen och förfarandena för kvalitetskontroll åstadkommits av American Concrete Pressure Pipe Association (ACPPA) och den industri som representeras av denna:
- En stark inriktning på kvalitetskontroll och teknikutveckling;
- Ett landmärke för vattenindustrins granskning av efterlevnad och certifieringsprogram;
- Utveckling av rigorösa standarder;
Resultatet i de reviderade standarderna ger ett rörmaterial som är konstruerat och tillverkat mycket bättre än vad PCCP som producerats vid någon tidpunkt under sin 50-åriga historia.
PCCP har det lägsta antalet vattenledningsbrott per 100 km än något annat rörmaterial (Prosser, 1996).
Ladda ner vårt whitepaper för att lära dig mer om PCCP:s prestanda och försämring, baserat på mer än ett decennium av tillståndsbedömningsdata.