Seit mehr als 20 Jahren entwickelt QuakeWrap Inc. aus Tucson, Arizona, eine Infrastrukturreparaturlösung unter Verwendung faserverstärkter Polymermaterialien. Das Verbundrohr mit großem Durchmesser des Unternehmens, „StifPipe“, wird derzeit in Detroit, Michigan, im Rahmen des neuesten Abwasserinfrastrukturprojekts der Stadt installiert. Das FRP-Rohr hat einen Durchmesser von 16 Fuß (4,87 Meter).
QuakeWrap brachte StifPipe erstmals im Jahr 2016 auf den Markt, als es den Innovation Award der American Society of Civil Engineers gewann. Seitdem wird StifPipe weltweit in Apps verwendet, von Puerto Rico bis Australien, aber keines der vorherigen Projekte hat StifPipe in dem Umfang wie die Detroit-App verwendet. Das in Detroit installierte Rohr hat einen Durchmesser von 16 Fuß und ist nur 2 Zoll (5,08 cm) dick.
Das Rohr hat bekanntermaßen die höchste spezifische Festigkeit aller Rohre auf dem Markt, wodurch es extrem leicht ist und nicht korrodiert. Vergleichen Sie die Verwendung dickerer Wandverkleidungen aus schwächeren Materialien, die dazu neigen, die hydraulische Kapazität (die optimale Durchflussrate des Abwassers) zu verlieren. Dies kann tödlich sein, insbesondere wenn große Mengen Flüssigkeit oder Wasser transportiert werden müssen.
Die Wände des StifPipe bestehen aus 12 Materialschichten -- vier Schichten Kohlefaser, sechs Schichten Glasfaser und zwei Schichten proprietärem Kernmaterial. Das zwei Zoll dicke Material trägt ein Rohr, das groß genug ist, um in den Rumpf einer Boeing 737 zu passen, mit einem Abstand von vier Fuß. Damit ein Betonrohr mit demselben Durchmesser eine vergleichbare Festigkeit aufweist, muss es etwa 18 Zoll dick sein.
Eine Inspektion im Jahr 2019 zielte auf einen Teil der Rohre des Gebiets ab, die Abwasser von einer großen Pumpstation in Detroit transportieren. Die Kanalisationsbehörde beschloss, das Rohr mit einem Durchmesser von 17,{2}}Fuß zu kürzen, nachdem sie veraltete Abschnitte entdeckt hatte, die repariert werden mussten. Die Rohre transportieren mehr als die Hälfte des Abwassers von Detroit und können daher nicht dauerhaft stillgelegt werden, während die Rohre neu gepflastert werden. Stattdessen kann die Kanalisation nur für einen Teil des Tages vorübergehend abgestellt werden. Da nicht genügend Zeit für die Reparatur des Rohrs blieb, suchten die Teammitglieder nach einer Rohrtechnologie, die oberirdisch hergestellt und montiert, dann in das Abwassersystem verlegt und im Sliplining-Verfahren installiert werden konnte.
Laut QuakeWrap ist einer der Hauptvorteile von StifPipe seine relative Leichtigkeit, die die Installation erleichtert. Es wiegt etwa 450-500 Pfund pro Fuß, etwa 10 Prozent des Gewichts von Beton und Stahl und weniger als 25 Prozent des Gewichts eines fabrikgefertigten Glasfaser-Sandwichrohrs. Dies wird von Bauunternehmern während des Baus bevorzugt.
Von den drei Technologien im Projekt ist StifPipe die zweite, die installiert wird. Im Laufe des Tages wurde die ursprüngliche Leitung vorübergehend stillgelegt. Der Bauunternehmer verlegte die Ersatzrohre durch unterirdische Kanäle und richtete sie dann durchgehend mit den Originalrohren aus. Aufgrund des leichten Designs von StifPipe ist für die Installation nicht einmal eine Wagenheberausrüstung erforderlich. Nachdem das StifPipe abschnittsweise an Ort und Stelle geladen wurde, wurde der ringförmige Raum zwischen dem StifPipe mit einem Durchmesser von 16-Fuß und dem ursprünglichen Rohr mit einem Durchmesser von 17,{4}Fuß mit Leichtbeton gefüllt. Am Abend wurde das Rohrleitungssystem wieder eingeschaltet und über Nacht floss Abwasser aus der Pumpstation.
Das geringe Gewicht des StifPipe bietet auch Vorteile beim Transport. Sie werden vor Ort auf Dornen hergestellt und in Tiefladeranhängern, jeweils zwei auf einmal, nach Detroit verschifft. Wenn die Rohrlänge bei 14 Fuß gehalten wird und die Enden übereinander gestapelt werden, können beide Rohre gleichzeitig auf Anhängern montiert werden, während dennoch ausreichend Freiraum für die 15 Fuß lange Brücke und Überführung bleibt. Beim Detroit-Projekt kamen insgesamt 13 solcher Rohre zum Einsatz.
Obwohl die Verwendung von StifPipe derzeit erfordert, dass die Komponenten vor Ort hergestellt und zum Installationsort transportiert werden, kann StifPipe auch vor Ort im Nassverlegungsverfahren hergestellt und installiert werden. Bei einem Projekt in Minneapolis wird StifPipe-Material durch einen Standardschacht in einen 100 Fuß tiefen Tunnel transportiert. Anschließend wurde es verlegt und ausgehärtet, um ein Reparaturrohr mit einem Durchmesser von 12-Fuß zu bilden.
In einem separaten Projekt auf der Marine Corps Base Lejeune in Jacksonville, North Carolina, wird das für StifPipe verwendete Material um die Außenseite eines vorhandenen Rohrs gewickelt und vor Ort ausgehärtet. QuakeWrap arbeitet derzeit mit dem US-Verkehrsministerium an einem Reparaturprojekt für Öl- und Gaspipelines, bei dem ein weiteres Verbundprodukt aus Kohlefaser und Glasfaser namens SuperLaminate wie ein Ballon in einer Ölpipeline aufgeblasen und mehrere Meilen entfernt installiert wird.
