Onderzoek naar de praktische uitvoerbaarheid van bovenafdichting op afvalstortterreinen: Onderzoeksopzet en aanleg van proefvelden

JU Nota ICW 1458

ONDERZOEK NAAR DE PRAKTISCHE UITVOERBAARHEID VAN BOVENAFDICHTING O P AFVALSTORTTERREINEN

D e e l r a p p o r t 1 ONDERZOEKSOPZET EN AANLEG VAN P R O E F V E L D E N J. van D o m m e l e n en W. Venema (VAM)

en

J. Hoeks en A . H . R y h i n e r (ICW)

CENTRALE LANDBOUWCATALOGUS 0000 0082 1351

INSTITUUT VOOR CULTUURTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING ICW

NV VUILAFVOER MAATSCHAPPIJ VAM Wageningen, s e p t e m b e r 1983

BIBLIOTHEEK

1 m\j iqoq ,,

I N H O U D

biz.

1. INLEIDING 1 2. DOEL EN O P Z E T VAN H E T ONDERZOEK 2

3. INRICHTING VAN DE P R O E F V E L D E N 4 3. 1. Lokatie en opbouw van h e t a f v a l s t o r t 4

3. 2. A f d i c h t i n g s m a t e r i a l e n 5 3. 3. Bovengrond en d r a i n a g e s y s t e e m 8

3. 4. M e e t i n s t r u m e n t e n en i n r i c h t i n g m e e t p u t 9

4. ERVARINGEN M E T BETREKKING TOT DE TOEPASSING

VAN HYPOFORS 11

4. 3. Het u i t r o l l e n en l a s s e n van de H y p o f o r s - b a n e n 13

4. 4. Kosten 14 5. ERVARINGEN MET BETREKKING TOT DE TOEPASSING

VAN BENTONIET 15 5. 1. P r o d u k t - i n f o r m a t i e 16

5. 2. E i s e n te s t e l l e n aan de m a t e r i a l e n 17

5. 3. Methode van menging 20 5. 4. A a n b r e n g e n van de afdichtingslaag in het veld 21

5. 5. Effect van w e e r s o m s t a n d i g h e d e n 23 5. 6. Kosten

6. ERVARINGEN M E T BETREKKING TOT H E T O P B R E N G E N

V A N A F D E K G R O N D 23

6. 1. A a r d van de afdekgrond 23 6. 2. Opbrengen van de afdekgrond 24

6. 3. I n z a a i e n m e t g r a s 25 6. 4. E r o s i e en e r o s i e b e s t r i j d i n g 27

7. CONCLUSIES B E T R E F F E N D E TOEPASSING IN DE

VOORWOORD

Het hier beschreven onderzoek naar de praktische uitvoerbaar-heid van bovenafdichting van stortplaatsen sluit aan bij het e e r d e r uit-gevoerde onderzoeksproject 'Vermindering van de infiltratie van regen-water in af vals to r t t e r reinen', waarvan het eindrapport is verschenen in de Bodembeschermingsreeks van het Ministerie voor Volkshuisves-ting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (HOEKS en AGELINK, 1982).

Het onderzoek wordt uitgevoerd door het Instituut voor Cultuur-techniek en Waterhuishouding (ICW) in samenwerking met de Vuil Afvoer Maatschappij (VAM) en wordt grotendeels gefinancierd door het Minis-terie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer(VROM).

Het project wordt begeleid door een door het Ministerie ingestelde begeleidingscommissie waarin de volgende personen zitting hebben.

- ir. K. Strijbis(vz)

- d r . m r . D.A. Zeilmaker r d r s . J. P. N. Smit

- ir. E. J. Mesu - dr. ir. P . E. Rijtema

- dr. ir. J. Hoeks (projectleider) - A. H. Ryhiner

r- prof. ir. D.A. Kraijenhoff

v. d. Leur - ir. L. Eppink

- J. Oosthoek

- J . A . van Dommelen - ir. J. Stellema

Ministerie voor Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieu-beheer, Hoofdafdeling Bodem Idem, Directie Afvalstoffen en Schone Technologie

Instituut voor Afvalstoffenonderzoek (IVA) Instituut voor Cultuurtechniek

en Waterhuishouding, Hoofdafdeling Wate rkwaliteit

Landbouwhogeschool, Vakgroep Hydrau-lica en Afvoerhydrologie

Landbouwhogeschool, Vakgroep Cul-tuurtechniek

Vuil Afvoer Maatschappij (VAM)

Regionale Inspectie Milieuhygiëne voor de provincies Groningen, Friesland en Drente

De rapportage over het onderzoek vindt plaats in de vorm van een aantal deelrapporten en een eindrapport. Dit rapport is het e e r s t e deel-rapport in deze reeks.

INLEIDING

Het beleid van de overheid is er op gericht om verontreiniging van de bodem en het grondwater bij afvalstortplaatsen zoveel mogelijk te voorkomen. Op nieuw in te richten terreinen voor afvalberging kan men bijvoorbeeld onder het afvalstort een afsluitende laag met daarop een drainage systeem aanleggen. Op reeds volgestorte terreinen of terreinen waar wordt gestort, heeft men deze mogelijkheid niet meer. Om in dergelijke gevallen toch de kans op grondwaterverontreiniging zo klein mogelijk te maken kan men het stort aan de bovenzijde zodanig afwerken dat de infiltratie van regenwater grotendeels wordt voorkomen.

Ook op stortplaatsen met een basisafdichting kan het echter om allerlei redenen wenselijk zijn een bovenafdichting aan te brengen. Deze redenen kunnen verband houden met problemen bij de zuivering van het perkolatiewater of met de hoge kosten van zuivering.

E e r d e r onderzoek (HOEKS en AGELINK, 1982) heeft aangetoond, dat de infiltratie van regenwater het best kan worden beperkt door het stort af te dekken met een waterdichte laag met daarop een laag af-dekgrond en een drainagesysteem. Het bevorderen van de verdamping of de oppervlakte-afvoer draagt relatief weinig bij of stuit op praktische bezwaren. Dat onderzoek heeft eveneens aangetoond, dat natuurlijke m a -terialen over het algemeen een te hoge doorlatendheid hebben en daarom niet geschikt zijn als afdichtingsmateriaal. De verzadigde doorlatendheid yan het afdichtingsmateriaal moet bij een stijghoogte gradient van 5 la-ger zijn dan 0, 005 mm dag" (5 x 10" m. s " ), wil de lekkage tijdens een afvoerperiode van 200 dagen per j a a r minder zijn dan 50 mm.

Dergelijke lage doorlatendheden zijn alleen te bereiken met speciale klei-soorten, zoals het sterk zwellende kleimineraal bentoniet, of met kunst-stofprodukten, zoals plastics of bitumineuze produkten.

Dit onderzoek heeft tot doel om de e e r d e r aangegeven afdichting s-mogelijkheden op praktijkschaal te testen. Daartoe zijn op de

afval-2 stortplaats van de VAM in Wij ster drie proefvelden van elk ca. 1800 m

i n g e r i c h t , één veld m e t een b i t u m i n e u s m e m b r a a n a l s afdichting en twee velden m e t een afdichting van z a n d b e n t o n i e t m e n g s e l s . Het o n d e r z o e k z a l a l l e r e e r s t m o e t e n aantonen of de a a n g e b r a c h t e a f d i c h t i n g s -lagen voldoende w a t e r d i c h t zijn. Een b e l a n g r i j k a s p e c t i s ook om na te gaan op welke wijze de afdichting slagen het b e s t kunnen w o r d e n a a n g e - • legd in de praktijk. A n d e r e punten van o n d e r z o e k zijn de afwatering van de afdekgrond boven de afdichtingslaag en het effect van o n r e g e l -m a t i g e zettingen op de w a t e r d i c h t h e i d van de lagen.

2. DOEL EN OPZET VAN HET ONDERZOEK

E e n van de uitgangspunten bij de opzet van het o n d e r z o e k w a s , dat het u i t t e s t e n van v e r s c h i l l e n d e kunststofprodukten voor afdichting n i e t tot het o n d e r z o e k s t e r r e i n zou b e h o r e n . Wel w e r d het wenselijk geacht om een van de proefvelden af te dichten m e t een kunststofprodukt w a a r v a n kon worden aangenomen dat het w a t e r d i c h t w a s . Dit veld zou dan kunnen dienen a l s r e f e r e n t i e , dat wil zeggen de afvoer van de a n -d e r e vel-den zou -dan kunnen w o r -d e n v e r g e l e k e n m e t -de afvoer van -dit r e f e r e n t i e veld. Bovendien zou op deze m a n i e r i n f o r m a t i e w o r d e n v e r -k r e g e n o v e r het effect van grote en o n r e g e l m a t i g e v e r z a -k -k i n g e n op de afdic'iting m e t kunststofprodukten.

Voor h e t v a s t s t e l l e n van de w a t e r b a l a n s i s h e t e c h t e r niet b e s l i s t noodzakelijk om te b e s c h i k k e n o v e r een r e f e r e n t i e veld. Met m o d e l b e -rekeningen (HOEKS, 1981) blijkt het namelijk goed mogelijk te zijn om de w a t e r a f v o e r uit e e n afdeklaag te v o o r s p e l l e n a l s de h y d r o l o g i s c h e eigenschappen van de afdekgrond en de afdichting slaag bekend zijn.

De d o e l s t e l l i n g van het o n d e r z o e k i s in de o p d r a c h t b r i e f van h e t t o e n m a l i g e M i n i s t e r i e voor Volksgezondheid en Milieuhygiëne (7 s e p -t e m b e r 1982) a l s volg-t g e f o r m u l e e r d :

a. Op p r a k t i j k s c h a a l e r v a r i n g opdoen m e t het a a n b r e n g e n van a f s l u i -tende lagen op een a f v a l s t o r t ;

b. Middels h y d r o l o g i s c h o n d e r z o e k v a s t s t e l l e n of de afsluitende laag het gewenste effect heeft op de w a t e r b a l a n s van de afdeklaag; c. O p s t e l l e n van richtlijnen m e t b e t r e k k i n g tot de o n t w a t e r i n g van de

d. R e l a t i e t u s s e n ga s v o r m i n g in het a f v a l s t o r t en bovenaf dichting (aanleg van ontga s sing s s y s t e e m ) ;

e. G e d r a g van de afsluitende laag op lange t e r m i j n , w a a r b i j v o o r a l o n r e g e l m a t i g e v e r z a k k i n g e n een r o l spelen;

f. Kostenvergelijking van b r u i k b a r e a l t e r n a t i e v e n .

In h e t o n d e r z o e k s v o o r s t e l i s d e s t i j d s v o o r g e s t e l d om een van de proefvelden af te dichten m e t een v l i e g a s - b e n t o n i e t m e n g s e l . Na d e r o n d e r z o e k heeft g e l e e r d dat e r v e r s c h i l l e n d e s o o r t e n vliegas m e t s t e r k v a r i ë r e n d e e i g e n s c h a p p e n b e s t a a n . Dit hangt o n d e r m e e r s a m e n m e t de s o o r t kolen die wordt gestookt in een c e n t r a l e en ook de v o r m w a a r i n de v l i e g a s b e s c h i k b a a r i s ( p o e d e r v o r m of a l s nat produkt).

De z u u r g r a a d van de vliegas blijkt een b e l a n g r i j k gegeven te zijn. In het l a b o r a t o r i u m i s gebleken dat d r o g e , kalkhoudende v l i e g a s (pH 11) na menging m e t bentoniet niet voldoende w a t e r d i c h t w a s . In e e r d e r o n d e r z o e k m e t natte v l i e g a s (pH 7) w a s dit wel h e t geval. Z e e r w a a r s c h i j n l i j k heeft een hoog kalkgehalte in de vliegas tot gevolg dat

+ 2+ de Na -ionen aan de bentoniet w o r d e n o m g e w i s s e l d tegen Ca -ionen,

w a a r d o o r het z w e i v e r m o g e n van de bentoniet s t e r k t e r u g loopt. B e h a l -ve dit b e z w a a r geeft ook de menging van p o e d e r v o r m i g e vliegas m e t het e v e n e e n s p o e d e r v o r m i g e bentoniet grote p r a k t i s c h e p r o b l e m e n .

Om deze redenen i s b e s l o t e n h e t v l i e g a s - b e n t o n i e t m e n g s e l te v e r v a n g e n door een z a n d - b e n t o n i e t m e n g s e l . Dit betekent, dat de d r i e proefvelden op de helling van het V A M - s t o r t t e r r e i n in W i j s t e r nu zijn v o o r z i e n van de volgende afdichtingslagen:

een proefveld m e t een b i t u m i n e u s produkt (Hypofors);

een proefveld m e t een 10 cm dikke laag z a n d b e n t o n i e t ( m e n g v e r h o u -ding 100 : 10);

een proefveld m e t een 20 cm dikke laag z a n d b e n t o n i e t ( m e n g v e r h o u -ding'1.00 : l\).

Op de afdichtingslagen i s ca. 1 m e t e r goed b e w o r t e l b a r e afdekgrond a a n g e b r a c h t m e t j u i s t boven de afdichtingslaag een d r a i n a g e s y s t e e m .

Voor een goede ontwatering dient de v e r z a d i g d e doorlatendheid van de afdekgrond m i n i m a a l 50 cm. dag" te zijn (HOEKS en AGELINK, 1982). De onderlinge afstand t u s s e n de d r a i n s i s d a a r o p afgestemd. Rekening-houdend m e t de helling (1:3) en m e t een o n t w a t e r i n g s c r i t e r i u m van

7 m m . dag bij een o n t w a t e r i n g s d i e p t e van 45 cm m i n u s m a a i v e l d bleek de d r a i n a f s t a n d 15 m e t e r te kunnen zijn.

Het h y d r o l o g i s c h o n d e r z o e k b e s t a a t uit het m e t e n van de v é r -schillende w a t e r b a l a n s t e r m e n om d a a r u i t de i n f i l t r a t i e in het s t o r t af te leiden. Dit betreft het m e t e n van drainaf v o e r e n , de a f s t r o m i n g van w a t e r o v e r het o p p e r v l a k ( o p p e r v l a k t e a f v o e r ) , de g r o n d w a t e r standen en de vochtspanningen. U i t e r a a r d wordt ook de n e e r s l a g g e m e t e n . De zakkingen van het onderliggende s t o r t zullen w o r d e n b e -p a a l d door elk half j a a r een w a t e r -p a s s i n g uit te v o e r e n .

In e e r s t e i n s t a n t i e zal het H y p o f o r s - v e l d a l s r e f e r e n t i e w o r d e n gebruikt. D a a r n a a s t zullen de g e m e t e n afvoeren ook worden v e r g e l e -ken m e t de r e s u l t a t e n van m o d e l b e r e k e n i n g e n .

N a a s t het veldonderzoek zal ook l i t e r a t u u r o n d e r z o e k w o r d e n v e r r i c h t m e t b e t r e k k i n g tot de e r v a r i n g e n e l d e r s . Met n a m e de m o g e l i j k heden tot ontgassing bij bovenafdichting en het effect van o n r e g e l m a -tige v e r z a k k i n g e n zullen d a a r b i j aandacht krijgen.

A l t e r n a t i e v e m a t e r i a l e n voor afdichting zullen k r i t i s c h w o r d e n b e o o r d e e l d en zo mogelijk zullen deze m a t e r i a l e n op l a b o r a t o r i u m s c h a a l w o r d e n u i t g e t e s t .

3. INRICHTING VAN P R O E F V E L D E N

3 . 1 . L o k a t i e e n o p b o u w v a n h e t a f v a l s t o r t

De proefvelden zijn aangelegd op de oosthelling van s t o r t s e c t i e VI op het V A M t e r r e i n te Wij s t e r (Dr. ). Op dit gedeelte van het s t o r t -t e r r e i n word-t sinds juli 1981 afval g e s -t o r -t .

Het afvalstort i s opgebouwd op het o o r s p r o n k e l i j k e m a a i v e l d , dat een hoogte heeft van 14.50 m e t e r + NAP. Voordat m e t het s t o r t e n w e r d begonnen is het t e r r e i n van s e c t i e VI g e d r a i n e e r d (geribbelde p v c - d r a i n m e t cocosomhulling en een d i a m e t e r van 60 m m ) . De d r a i n s liggen op 80 cm m i n u s het oorspronkelijke m a a i v e l d op onderlinge afstanden van 8 m.

T e r p l a a t s e van de proefvelden i s het a f v a l s t o r t v e r s n e l d opgebouwd in het v o o r j a a r van 1982. Daarbij is e x t r a z o r g b e s t e e d aan de v e r d i c h ting van h e t afval om al te grote en o n r e g e l m a t i g e v e r z a k k i n g e n te v e r -mijden. Het afval is d a a r t o e l a a g s g e w i j s o p g e b r a c h t m e t een b u l l d o z e r

en v e r v o l g e n s e x t r a v e r d i c h t m e t een c o m p a c t o r . Daarbij is n a a r _3

schatting een dichtheid b e r e i k t van 800 kg. m

Bij het opbouwen van het s t o r t t a l u d i s een helling aangehouden van o n g e v e e r 1 : 3. Het s t o r t is opgehoogd tot ca. 20 m e t e r boven m a a i -veld. De helling bleek toen o n g e v e e r 64 m e t e r lang te zijn.

Eind a p r i l 1982 w a s het s t o r t t a l u d g e r e e d . D a a r n a heeft het g e -s t o r t e afval nog tot de aanvang van de w e r k z a a m h e d e n (eind -s e p t e m b e r 1982) de gelegenheid gehad om e n i g s z i n s na te zakken. In s e p t e m b e r bleek de hoogte van h e t s t o r t t a l u d 32, 70 m + N A P te zijn, dat i s dus 18. 70 m boven m a a i v e l d . E r w a s dus r e e d s enige zetting o p g e t r e d e n (+ 6, 5%). De helling van het talud b e d r o e g toen due 30%.

Het o p p e r v l a k van het talud is afgedekt en m i n of m e e r vlak g e -m a a k t -m e t grove c o -m p o s t , w a a r n a de helling is g e ë g a l i s e e r d -m e t een l a a g zand van o n g e v e e r 20 cm dikte (fig. 1).

Op de helling zijn v e r v o l g e n s schuttingen van E t e r s p a n p l a t e n g e -p l a a t s t ( 1 , 25 m hoog) a l s afscheiding t u s s e n de d r i e -proefvelden.

De afmetingen van de proefvelden zijn 60 x 30 m , het o p p e r v l a k van 2

elk proefveld b e d r a a g t dus 1800 m . De aanleg van de proefvelden w e r d v e r z o r g d door het Aannemingsbedrijf Snitjer BV te Helium en vond p l a a t s in de p e r i o d e 23 s e p t e m b e r - 5 n o v e m b e r 1982.

3 . 2 . A f d i c h t i n g s m a t e r i a l e n

Op de m e t zand g e ë g a l i s e e r d e helling zijn v e r v o l g e n s de af-dichtingslagen a a n g e b r a c h t . H i e r v o o r zijn de volgende m a t e r i a l e n ge-b r u i k t :

- Hypofors (proefveld 1)

Hypofors i s een flexibel, w a t e r d i c h t m e m b r a a n , b e s t a a n d e uit s t e r k nylonweefsel dat s a m e n m e t een p o l y e s t e r folie a a n beide zijden i s gecoat m e t bitumen (zie ook Hoofdst. 4). De h i e r g e -b r u i k t e m a t was 4 m m dik en w e r d g e l e v e r d en gelegd door Hypofors V, O. F . in Z a l t b o m m e l .

- 6

B e n t o n i e t - z a n d m e n g s e l s (proefveld 2 en 3)

Bentoniet is e e n kleiprodukt afkomstig uit de A m e r i k a a n s e s t a a t Wyoming. De naam i s ontleend aan de e e r s t e vindplaats ' F o r t Bentonr. De afdichtende w e r k i n g b e r u s t op het s t e r k e z w e i v e r m o g e n van de b e n -toniet. Door opneming van w a t e r kan het m a t e r i a a l opzwellen tot 13 k e e r het eigen volume. Bij menging m e t zand w o r d e n d a a r d o o r de p o r i ë n t u s s e n de z a n d k o r r e l s vrijwel volledig opgevuld, w a a r d o o r e e n

z e e r slecht d o o r l a t e n d m a t e r i a a l o n t s t a a t . De h i e r gebruikte bentoniet i s g e l e v e r d door CEBO-Holland BV te I J m u i d e n , die ook adviezen heeft gegeven m e t b e t r e k k i n g tot de menging m e t zand, h e t a a n b r e n g e n en v e r d i c h t e n van het m e n g s e l op de proefvelden en de c o n t r o l e van de laagdikte (zie ook Hoofdst. 4).

Het zand, w a a r m e e de bentoniet i s gemengd, i s afkomstig uit een zandafgraving te Zwiggelte. De g r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g van het zand w e r d a l s volgt opgegeven:

< 63 um 4 , 9 % 63 - 180 |j.m 5 4 , 2 % 180 - 500 urn 3 9 , 4 % 500 - 1300 ^ m 0,7 % 1300 - 2000 urn 0, 2 % > 200b urn 0, 6 %

Het zand is dus vrij goed g e s o r t e e r d , r u i m 93 % heeft een k o r -r e l g -r o o t t e t u s s e n 63 en 500 p.m.

Op proefveld 2 i s een z a n d b e n t o n i e t m e n g s e l in een m e n g v e r -houding 100 : 10 a a n g e b r a c h t in een laagdikte van 10 cm. Voor proef-veld 3 i s een l a g e r e m eng verhouding gekozen, n a m e l i j k 100 : 7^, m a a r de laagdikte op dit veld b e d r a a g t 20 cm.

In fig. 2 is te zien, dat de onderzijde van de d r i e proefvelden i s afgedicht m e t een baan Hypofors t e r b r e e d t e van 5 m e t e r . Deze baan ligt o v e r de b r e e d t e van het veld, schuin o p s t a a n d tegen de o n d e r r a n d en a a n s l u i t e n d op de afvoergoot voor opvang van o v e r het o p p e r v l a k a f s t r o m e n d w a t e r .

Op proefveld 1 i s deze baan m e t een o v e r m a a t hete bitumen v a s t -g e l a s t aan de Hypofors-afdichtin-g op h e t veld. Op de twee a n d e r e

F i g . 1. O v e r z i c h t van de uitgevlakte helling w a a r o p een laag zand van ca. 20 cm dik wordt a a n g e b r a c h t

F i g . 2. Afdichting van de onderzijde van de d r i e proefvelden m e t een baan Hypofors

op de o n d e r s t e H y p o f o r s b a a n a a n g e b r a c h t . Gezien de helling m a g w o r den a a n g e n o m e n dat e r geen g e v a a r voor lekkage b e s t a a t op de a a n s l u i

-ting van de zand-bentoniet laag en de o n d e r s t e H y p o f o r s - b a a n .

In elk proefveld i s a a n de onderzijde e e n d r a i n d o o r v o e r g e m a a k t m e t behulp van een dichte b u i s . Het gat, w a a r de buis d o o r s t e e k t , i s v e r v o l g e n s rondom afgewerkt m e t hete bitumen zodat geen lekkage kan o p t r e d e n .

3 . 3 . B o v e n g r o n d e n d r a i n a g e s y s t e e m

De afdekgrond i s afkomstig uit e e n zandafgraving van de fa. Beugel bij Beilen. In 1980 is deze firma h i e r begonnen m e t de a f g r a ving. De t e e l a a r d e , inclusief de onderliggende venige l a a g , w e r d o p -zij gezet in depot en wordt door de f i r m a a f g e l e v e r d a l s ' z w a r t e g r o n d ' . Aanvankelijk w e r d afdekgrond a a n g e v o e r d uit depot (gehele proefveld 3, bovenste helft van proefveld 2 en boven aan de helling nog een klein

gedeelte van proefveld 1). Deze grond i s z e e r h u m u s r i j k (bijna venig) z o a l s blijkt uit de o n d e r s t a a n d e a n a l y s e .

T a b e l 1. G r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g en de v e r z a d i g d e d o o r l a t e n d h e i d van de afdekgrond

G r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g v ,. , O r g . stof (Gew. % van de m i n e r a l e delen) , . .* , _{e i— '• i d o o r l a t e n d}

-gew. /o < 2 2 1 6 1 6_5 0 50.210 >210(jm heid ^ cm. dag 25. 1 7. 1 4. 2 10. 7 54. 7 23. 3 361

Aangezien e r onvoldoende grond in depot v o o r r a d i g w a s , m o e s t l a t e r grond w o r d e n bijgegraven. Deze grond w a s n a t t e r en gaf m e e r p r o b l e m e n bij de v e r w e r k i n g op het veld. D a a r o m besloot de a a n n e -m e r o-m bij het afgraven i e t s -m e e r zand bij te -m e n g e n . Hoewel de

g r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g van deze grond nog niet b e s c h i k b a a r i s , b e s t a a t de indruk dat het bijgemengde zand s t e r k l e m i g w a s . Dit i s w a a r s c h i j n lijk een van de r e d e n e n , w a a r o m l a t e r m e t n a m e op veld 1 en in m i n -d e r e m a t e ook op vel-d 2 e r o s i e is o p g e t r e -d e n .

9

g e b r a c h t . In deze laag is j u i s t boven de afdichting slaag een d r a i n a g e -s y -s t e e m aangelegd. In elk proefveld liggen v i e r d r a i n -s o v e r de b r e e d t e van het veld op onderlinge afstanden van 15 m e t e r (zie fig. 3). De d r a i n s b e s t a a n uit g e r i b b e l d e pvc m e t een omhulling van p o l y - p r o p y l e e n . De d i a m e t e r van de d r a i n s i s 60 m m . De d r a i n s liggen o n d e r een afschot van 1 cm p e r m e t e r en zijn aan de zijkant van elk veld a a n g e s l o t e n op een hoofddrain in de l e n g t e r i c h t i n g van het veld. Deze hoofddrain mondt o n d e r a a n de helling uit in de g e s l o t e n buis die door de Hypo-for s -afsluiting steekt en in de m e e t p u t uitkomt.

De o n d e r s t e d r a i n i s afgedekt m e t f i l t e r z a n d om h i e r een o p t i m a l e afvoer van w a t e r te g a r a n d e r e n . Bij de h o g e r op de helling gelegen

d r a i n s i s de d r a i n s l e u f w e e r opgevuld m e t de uit de sleuf komende grond. H i e r i s geen e x t r a f i l t e r m a t e r i a a l a a n g e b r a c h t rond de d r a i n .

Voor de aanleg van de proefvelden i s langs de teen van het afval-talud een d r a i n aangelegd die e r voor m o e t z o r g e n dat zijdelings uit het s t o r t t r e d e n d p e r k o l a t i e w a t e r gemakkelijk kan w o r d e n afgevoerd. D a a r m e e wordt v o o r k o m e n dat e r w a t e r a c c u m u l e e r t o n d e r de proefvelden en aan de onderzijde d r u k uitoefent op de afsluitende laag.

Onder elk veld i s bovendien o n d e r de afsluitende laag een 30 m e t e r lange d r a i n b u i s aangelegd. Deze d r a i n ligt langs de helling op het o o r

spronkelijke afvaltalud en i s bedoeld voor afvoer van s t o r t g a s dat a n -d e r s mogelijk zou a c c u m u l e r e n on-der -de proefvel-den. De bovenste 10 m e t e r van deze ' o n t g a s s i n g s b u i s ' i s a l s g e s l o t e n buis u i t g e v o e r d . E v e n t u e e l kan h i e r de g a s d r u k onder de afdichting slagen w o r d e n g e m e -ten.

3 . 4 . M e e t i n s t r u m e n t e n e n i n r i c h t i n g m e e t p u t E e n van de b e l a n g r i j k s t e g e g e v e n s voor h e t o n d e r z o e k i s de afvoer van d r a i n w a t e r uit de proefvelden. Onder aan de helling is d a a r om een m e e t p u t i n g e r i c h t w a a r i n de v e r z a m e l d r a i n s van de d r i e proef-velden uitmonden. Ook het r e g e n w a t e r dat o v e r het g r o n d o p p e r v l a k af-s t r o o m t , wordt o n d e r aan de helling opgevangen in een goot en afgevoerd n a a r deze m e e t p u t .

In de m e e t p u t w o r d e n de afvoeren g e m e t e n m e t zogenaamde k a n -telbakken (bakinhoud 1 l t r , m e c h a n i s c h e telling van het a a n t a l kantelingen).

10 -, 32J0 10m dichte buis / ontgassings buis 30m.

H.O.H 30 m. op het afval J4ÛQt oud maaiveld 1485* / '13.20+ _ _-rSï PV£%&>* 3 drain voor zijdelings uittredend water goot vooropper vlakte -afvoer y 15.00+ 1^0+3x K20+3xp80 meetput >kw;w > g l VY« ttY.tt.fl

Fig. 3, Principe schets van het drainage systeem boven en onder de afdichtingslaag

- 11

In elk van de proefvelden zijn op de helling 12 g r o n d w a t e r stands -buizen g e p l a a t s t (zie fig. 4), w a a r b i j het f i l t e r zich j u i s t boven de af-sluitende laag bevindt. Voor het m e t e n van de vochtspanning zijn op v i e r p l a a t s e n op de helling t e n s i o m e t e r s a a n g e b r a c h t op diepten van 25, 50, 75 en 100 cm m i n u s m a a i v e l d . In proefveld 3 zijn bovendien nog op twee p l a a t s e n t e m p e r a t u u r v o e l e r s g e p l a a t s t op diepten van 25, 50, 75 en 100 cm m i n u s m a a i v e l d .

De r e g e n m e t i n g e n w o r d e n u i t g e v o e r d m e t twee, 1, 20 m e t e r hoge z e l f r e g i s t r e r e n d e r e g e n m e t e r s . Ingraven van deze m e t e r s , wat voor een goede m e t i n g eigenlijk noodzakelijk i s , heeft op een a f v a l s t p r t p r a k t i s c h e b e z w a r e n of i s zelfs onmogelijk. E é n r e g e n m e t e r is o n d e r a a n de helling g e p l a a t s t , de a n d e r e m e t e r s t a a t boven op h e t s t o r t d i r e c t n a a s t het proefveld. Vergelijking van de m e e t g e g e v e n s i s mogelijk m e t de r e g e n m e t i n g e n bij h e t kantoor op h e t V A M t e r r e i n en m e t r e g e n m e -tingen op het Biologisch Station in Wij s t e r .

4. ERVARINGEN M E T BETREKKING TOT DE TOEPASSING VAN HYPOFORS

4 . 1 . P r o d u k t - i n f o r m a t i e

Hypofors is een flexibel w a t e r d i c h t m e m b r a a n , b e s t a a n d e uit

1 1 2 een s t e r k nylon weefsel (de m a a s w i j d t e van de wapening: 7- x 7- cm )

dat s a m e n m e t een p o l y e s t e r folie aan beide zijden i s gecoat m e t v l o e i b a r e geblazen bitumen. H i e r d o o r o n t s t a a t een m e m b r a a n m e t z e e r g o e -de s t e r k t e - en r e k e i g e n s c h a p p e n ( t r e k s t e r k t e ca. 30 k N / m , r e k tot 20%).

Hypofors wordt g e p r o d u c e e r d in banen van 5 m e t e r b r e e d en al n a a r gelang de dikte 50 à 100 m lang, g e l e v e r d op r o l . De h i e r g e -b r u i k t e m a t w a s 4 m m dik en 60 m e t e r lang. Het o p p e r v l a k w o r d t tijdens de f a b r i c a g e b e s t r o o i d m e t zand om kleven op de r o l te v e r -m i j d e n . Het oppervlak wordt h i e r d o o r ruw w a a r -m e e het afschuiven van grond wordt tegengegaan.

Voor het aan e l k a a r l a s s e n van de banen i s een s t r o o k schone gladde b i t u m e n nodig. Voordat de m a t in de fabriek wordt b e s t r o o i d m e t zand, w o r d t d a a r o m aan beide zijden een s t r o o k van 50 c m afgeplakt m e t p o l y - e t h y l e e n , dat vlak voor het l a s s e n in het veld w o r d t v e r w i j d e r d .

12 Q. .S? Q

*&[*%

>

o O B 81

^§8

5 5

a

l a

13

-Hypofors w o r d t g e l e v e r d door -Hypofors V. O. F . in Z a l t b o m m e l die ook de aanleg op het proefveld v e r z o r g d e . Het m a t e r i a a l is r e e d s e e r d e r gebruikt voor basisafdichtingen bij opslag van h a v e n s l i b , v e r -vuilde grond, v l i e g a s en huisvuil. R e c e n t e l i j k i s h e t m a t e r i a a l ook t o e g e p a s t voor bovenafdichting op een s t o r t p l a a t s m e t c h e m i s c h afval. Volgens de l e v e r a n c i e r hebben d i v e r s e p r o e v e n m e t het m a t e r i a a l u i t g e w e z e n dat Hypofors de volgende e i g e n s c h a p p e n heeft:

- h e t is bestendig tegen v e r o n t r e i n i g e n d l e k w a t e r ;

- het i s gemakkelijk te leggen en te l a s s e n , m e t g r o t e z e k e r h e i d ten a a n z i e n van de dichtheid van de lagen;

- het is b e s t a n d tegen p l a n t e w o r t e l s en groeipunten;

- het is in staat om spanningen door zetting s v e r s chilien van de

on-d e r g r o n on-d op te vangen, zonon-der on-dat on-de w a t e r on-d i c h t h e i on-d in g e v a a r komt.

4.2. E i s e n ten a a n z i e n v a n de o n d e r g r o n d

De o n d e r g r o n d op de helling i s zo goed mogelijk vlak g e m a a k t door e g a l i s a t i e m e t een ca. 20 cm dikke zandlaag. E r m o g e n geen u i t

-stekende punten in voorkomen, omdat h i e r d o o r beschadiging van de H y p o f o r s - m a t zou kunnen optreden.

Hoewel volgens informatie van de l e v e r a n c i e r Hypofors in s t a a t i s om ongelijkmatige zetting van de o n d e r g r o n d te kunnen opvangen, i s het wenselijk om het onderliggende a f v a l s t o r t zo goed mogelijk te v e r d i c h t e n om al te g r o t e zettingen te voorkomen. Dit i s h i e r gedaan d o o r h e t afval l a a g s g e w i j s te v e r d i c h t e n m e t behulp van een c o m p a c t o r .

Aan de helling worden geen s p e c i a l e e i s e n gesteld. Ook op steile hellingen kan de Hypoforsafdichting zonder al te veel p r o b l e -m e n w o r d e n aangelegd.

4 . 3 . H e t u i t r o l l e n e n l a s s e n v a n d e H y p o f o r s - b a n e n Het m a t e r i a a l w o r d t a a n g e v o e r d op rollen. De 5 m e t e r b r e d e banen w o r d e n u i t g e r o l d m e t behulp van een l e g f r a m e , dat i s b e v e s -tigd aan een h y d r a u l i s c h e k r a a n . Op het proefveld zijn de banen van boven n a a r beneden u i t g e r o l d in de l e n g t e r i c h t i n g van het veld. De l a a t s t e s t r o o k langs de scheidingswand is gelegd door de k r a a n aan

14

-de an-dere kant van -de schutting naar bene-den te laten rij-den. Dit uit-rollen van de banen verliep probleemloos.

Oe baan, die beneden aan de helling in de breedte langs alle drie de proefvelden is gelegd, gaf wat m e e r problemen, omdat deze baan schuin oploopt tegen de onderrand van het proefveld (zie ook fig. 2).

Het aanbrengen van een Hypofor s-afdichting moet plaatsvinden bij droog weer. De reden hiervan is, dat het aan elkaar lassen van de banen alleen bij droog weer goed lukt. Bij regen kan de waterdicht-heid van de las niet worden gegarandeerd.

Na het uitrollen van de banen wordt de poly-ethyleen strook van de 50 cm brede overlap verwijderd. Vervolgens wordt deze overlap verhit met een brander om deze watervrij te maken. Op de warm ge-maakte overlap wordt nu een overmaat hete bitumen gegoten, waarna de flappen op elkaar worden gebracht en met de voeten worden aange-drukt. Door de overmaat bitumen worden eventuele plooien in de las goed opgevuld.

Door de Hypofor s banen op deze wijze aan elkaar vast te lassen, wordt een zogenaamde glijlas verkregen, waarbij volgens de leveran-cier de banen niet star met elkaar zijn verbonden, maar ter plaatse van de las over elkaar kunnen schuiven zonder verlies van water-dichtheid.

Hoewel dit steekproefsgewijs soms wel wordt gedaan, is hier geen controle op dichtheid van de las uitgevoerd. De brede overlap plus de overmaat bitumen garanderen echter een goede afdichting.

Ter plaatse van de scheidingswand is een 1 meter brede strook Hypofor s voor de ene helft met een overmaat hete bitumen vastge-plakt op de laatste baan, die tegen de scheidingswand ligt, terwijl de andere helft (50 cm breed) verticaal tegen de schutting omhoog is gezet en daar is vastgeplakt met bitumen.

Fig. 5 geeft links een overzicht van het Hypofor s-veld. 4. 4. K o s t e n

De kosten van het hier geleverde 'Hypofors NF 3000' bedroegen ruim ƒ 19, - (excl. BTW) per m inclusief leggen en lassen. Daarvoor is geleverd een mat van 4 mm dik, in banen van 5 meter breedte en 60 meter lengte en met een treksterkte van 30 kN/m.

15

5. ERVARINGEN M E T BETREKKING TOT DE TOEPASSING VAN BENTONIET

5 . 1 . P r o d u k t - i n f o r m a t i e

Bentoniet is een d r i e l a g e n a l u m i n i u m s i l i c a a t klei m e t de m i n e -r a l o g i s c h e naam m o n t m o -r -r i l l o n i e t . Voo-r de afdichting van de p-roef- proef-velden i s gebruik g e m a a k t van de n a t r i u m - v a r i a n t , die u i t s l u i t e n d w o r d t aangetroffen in de Verenigde Staten, m e t n a m e in de s t a t e n Wyoming, South Dakota en Montana. De op de proefvelden gebruikte bentoniet is afkomstig uit Wyoming en is g e l e v e r d door CEBO HOLLAND BV te IJmuiden.

In de Verenigde Staten zijn ook voor h e t e e r s t methoden ontwik-k e l d om de bodem o n d e r s t o r t p l a a t s e n af te dichten m e t bentoniet. Dit b l e e k u i t e r s t e c o n o m i s c h en goed c o n t r o l e e r b a a r te kunnen worden u i t g e v o e r d . A l v o r e n s m e t het s t o r t e n te beginnen worden de bodem en de taluds van het s t o r t g a t afgedekt m e t een 15 tot 25 c m dikke laag z a n d / b e n t o n i e t m e n g s e l (mengselverhouding bentoniet : zand = 1 : 3 tot 1 : 10). Bij een d a a r t o e geschikte o n d e r g r o n d kan e v e n t u e e l de u i t g e s t r o o i d e bentoniet m e t behulp van een f r e e s door de bovenlaag van de grond w o r d e n gemengd. A a n s l u i t e n d wordt de z a n d - b e n t o n i e t laag v e r d i c h t en afgedekt m e t een laag m i n e r a l e grond van m i n s t e n s 20 cm dikte.

De afdichtende w e r k i n g b e r u s t op h e t z w e i v e r m o g e n van de b e n -toniet. In h e t a l g e m e e n ontlenen k l e i m i n e r a l e n hun z w e i v e r m o g e n aan h e t feit, dat in a a n r a k i n g m e t w a t e r de H20 - m o l e c u l e n zich t u s s e n de k l e i p l a a t j e s , die in droge t o e s t a n d evenwijdig zijn g e r a n g s c h i k t , dringen.

De klei zwelt d a a r d o o r en bij bentoniet wordt dit nog v e r s t e r k t , d o o r -dat de H - O - m o l e c u l e n in de r u i m t e n t u s s e n de k r i s t a l e e n h e d e n kunnen dringen.

Het z w e i v e r m o g e n w o r d t m e d e bepaald door de kationbezetting van het k l e i m i n e r a a l . Zo is het z w e i v e r m o g e n van een N a - b e n t o n i e t aanzienlijk g r o t e r dan van een Ca-bentoniet. Het z w e i v e r m o g e n van de A m e r i k a a n s e bentoniet i s z e e r groot. Het m a t e r i a a l kan tot 13 k e e r het eigen volume opzwellen. E u r o p e s e bentoniet heeft een veel g e r i n -g e r z w e i v e r m o -g e n o m d a t het -gewonnen wordt a l s C a - b e n t o n i e t . Na

16

behandeling m e t Na blijft het z w e i v e r m o g e n toch nog 2 x k l e i n e r dan dat van de A m e r i k a a n s e bentoniet.

De d o o r l a t e n d h e i d van een z a n d - b e n t o n i e t m e n g s e l i s p r i m a i r afhankelijk van de m e n g verhouding. Uit o n d e r z o e k van HOEKS en AGELINK (1982) en HANSEL (1982) blijkt dat de d o o r l a t e n d h e i d e x p o n e n t i e e l afneemt bij t o e n e m e n d bentonietgehalte. V e r d e r speelt u i t e r -a -a r d de s o o r t bentoniet en ook de g r -a n u l -a i r e s -a m e n s t e l l i n g v-an het zand een rol. In l a b o r a t o r i u m o n d e r z o e k bleek, dat m e t b e n t o n i e t - z a n d m e n g s e l s r u i m kon w o r d e n voldaan aan de e e r d e r g e s t e l d e e i s dat de v e r z a d i g d e doorlatendheid k l e i n e r dan 0, 05 m m . dag («j 5 x 10" m . s"1) m o e t zijn (HOEKS en AGELINK, 1982).

5 . 2 . E i s e n t e s t e l l e n a a n d e m a t e r i a l e n

Hoewel natuurlijke N a b e n t o n i e t b e t e r b e s t a n d i s tegen o m w i s seling m e t C a i o n e n dan de k u n s t m a t i g e N a b e n t o n i e t (Europe s e bentoniet) i s uit v o o r o n d e r z o e k op het C E B O l a b o r a t o r i u m in I J m u i -den gebleken dat door menging van bentoniet m e t kalkhou-dende v l i e g a s de N a - i o n e n v r i j snel w o r d e n o m g e w i s s e l d tegen de C a - i o n e n uit de v l i e g a s . De bentoniet v e r l i e s t d a a r d o o r een belangrijk deel van zijn z w e i v e r m o g e n . Bij deze b e n t o n i e t v l i e g a s m e n g s e l s t r a d vrijwel o n -m i d d e l l i j k lekkage van w a t e r op. H i e r u i t kan w o r d e n g e c o n c l u d e e r d dat menging van Wyoming bentoniet m e t k a l k r i j k zand m o e t w o r d e n v e r m e d e n . Ook de afdekgrond boven de z a n d - b e n t o n i e t laag m o e t bij v o o r k e u r geen vrije kalk bevatten, om de kans op o m w i s s e l i n g van Na tegen Ca zo klein mogelijk te houden.

De menging van bentoniet m e t het h i e r gebruikte 'woudzand' uit de zandafgraving te Zwiggelte (zie g r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g in Hoofdst. 3. 2) bleek bij o n d e r z o e k in h e t l a b o r a t o r i u m goed te voldoen. Na v o o r o n d e r z o e k op het C E B O l a b o r a t o r i u m en h e t I C W l a b o r a t o -r i u m i s b e s l o t e n één p-roefveld af te dichten m e t e e n m e n g s e l m e t een verhouding b e n t o n i e t : zand = 7j : 100 bij een laagdikte van 20 c m (proefveld 3) en één proefveld m e t een m e n g s e l m e t een verhouding bentoniet : zand = 10 : 100 bij een laagdikte van 10 cm (proefveld 2).

2

17

-3

bij een geschat volumegewicht van 1600 kg. m een hoeveelheid

-2 -2 van ongeveer 16 kg. m" op proefveld 2 èn ongeveer 24 kg. m op

proefveld 3;

5 . 3 . M e t h o d e v a n m e n g i n g

Na overleg tussen CEBO-Holland en Aannemingsbedrijf Snitjer i s besloten om het zand en de bentoniet te mengen in de asfaltinstal-latie van de fa. Snitjer in Wefcttperbrug (fig. 6). Naar verwachting zou op deze wijze het m e n g s e l homogener zijn dan wanneer de bentoniet in het veld zou worden uitgestrooid op de zandlaag en daarna met een f r e e s zou worden ingewerkt.

Voor de menging in de asfaltinstallatie zijn de zandzeven uit de zeefkast verwijderd omdat afwegen van fracties op korrelgrootte niet nodig was. De bentoniet i s op dezelfde wijze toegevoegd als de vulstof bij de fabricage van asfalt.

Al spoedig bleek dat de zandtoevoer via de zeefkast en de t r o m -m e l verstopt raakte. Hoewel het zand slechts een vochtgehalte had van 2 à 3%, bleek dit toch nog te nat te zijn. Daarom werd besloten om via verhitting van de trommel het zand te drogen bij ca. 100 C. Omdat droog zand en poedervormige bentoniet zich moeilijk laten mengen m o e s t vervolgens w e e r water worden ingespoten tijdens het mengen. Via drie toe voer slangen werd water in de menger gespoten. In de

menger werd het m e n g s e l voor proefveld 3 (laagdikte 20 cm, v e r e i s t e mengverhouding bentoniet : zand = 7, 5 : 100) als volgt samengesteld:

750 kg droog zand (100 °C) )

__ _ . , ^ . A v verhouding 7,67 : 100

57, 5 kg bentoniet ) 6

+ 50 kg ingespoten water

De mengtijd was ongeveer 70 seconden en m o e s t m e t de hand worden geregeld. A l s door bepaalde omstandigheden de mengtijd langer duurde, nam ook de hoeveelheid water in het m e n g s e l toe, omdat de w a t e r -toevoer niet automatisch doseerbaar was. Het gevolg was, dat e r grote verschillen in vochtgehalte ontstonden. Bovendien werden in het m e n g s e l veel kleine kluitjes bentoniet van 2 à 3 mm grootte aangetroffen. Deze moesten tijdens het mengen zijn gevormd omdat de bentoniet kluitvrij i s aangevoerd.

Fig. 5. O v e r z i c h t van het h y p o f o r s - v e l d

Fig. 6. A s f a l t i n s t a l l a t i e van de fa. Snitjer te W e z u p e r b r u g w a a r i n de

19

Op advies van CEBO-Holland i s , voordat w e r d begonnen m e t het m e n g s e l voor proefveld 2, de w a t e r t o e v o e r g e a u t o m a t i s e e r d . Door m i d d e l van een pomp m e t t i j d s c h a k e l a a r kon nu de ingespoten hoeveelheid w a t e r (via de bitumenpijp) w o r d e n g e r e g e l d . In v e r b a n d m e t de zwelling van het bentoniet w e r d het c h a r g e - g e w i c h t t e r u g g e b r a c h t n a a r 600 kg zand i. p. v. 750 kg.

Het m e n g s e l voor proefveld 2 (laagdikte 10 c m , v e r e i s t e m e n g -verhouding bentoniet : zand = 10 : 100) w e r d nu a l s volgt s a m e n g e s t e l d :

600 kg droog zand (100 °C) )

£ „ , . . . * . \ verhouding 10 : 100 60 kg bentoniet ) & 75-80 kg w a t e r

Het m e n g s e l was nu veel h o m o g e n e r . Na 15 seconden droog m e n g e n w e r d de w a t e r t o e v o e r geopend en w e r d nog e e n s 60 seconden gemengd. Dit m e n g s e l voldeed b e t e r , d o o r d a t op deze wijze alle m a t e r i a l e n op hun j u i s t e hoeveelheid w o r d e n g e d o s e e r d .

Dat de m e n g verhouding vrij p r e c i e s is te r e g e l e n in een asfalt -i n s t a l l a t -i e bl-ijkt ook u-it de g r a n u l a -i r e a n a l y s e van een m o n s t e r u-it proefveld 3 (zie tabel 2). De v e r e i s t e verhouding bentoniet : zand m o e s t zijn 7, 5 : 100, dat wil zeggen dat het bentonietgehalte in het m e n g s e l 7, 0 gew. % b e d r a a g t . Volgens de a n a l y s e van het G r o n d -en G e w a s l a b o r a t o r i u m in O o s t e r b e e k b e d r a a g t de l u t u m f r a c t i e 6, 8 %. T a b e l 2. G r a n u l a i r e s a m e n s t e l l i n g van een m e n g m o n s t e r van de

af-d i c h t i n g s l a a g op proefvelaf-d 3 (bentoniet : zanaf-d = 7 , 5 : 100)

B e n a m i n g (vgl. Stiboka) lutum (= bentoniet) silt u i t e r s t fijn zand z e e r fijn zand m a t i g fijn zand matig grof zand z e e r grof zand Aangezien het z e e r goed g e s o r t e e r d e woudzand p r a k t i s c h geen lutum

F r a c t i e (in urn) 0 2 50 105 150 210 420 -2 50 105 150 210 4 2 0 1700 Gew. p r o c e n t e n van m i n e r a l e delen 6 , 8 3 , 7 1 4 , 6 2 4 , 7 3 0 , 4 18. 6 1.2

20

-bevat, b e s t a a t deze l u t u m f r a c t i e h i e r uit de bijgemengde bentoniet. N i e t t e m i n i s op de twee proefvelden m e e r bentoniet v e r b r u i k t dan aanvankelijk was voorzien. B e r e k e n d w a s dat zou w o r d e n v e r b r u i k t (geschat volumegewicht zand : 1600 kg. m )

2 2 - op proefveld 2 : 1800 m à 16 kg. m = 28,800 ton

2 2 - op proefveld 3 : 1800 m à 24 kg. m = 43,200 ton

t o t a a l 72,000 ton G e l e v e r d door CEBO 87,040 ton M e e r v e r b r u i k 15,040 ton Af: r e s t a n t in silo 4,040 ton E x t r a v e r b r u i k t op de proefvelden 11,000 ton

Aangezien de mengverhouding v r i j nauwkeurig kan w o r d e n i n g e s t e l d en ook de g r a n u l a i r e a n a l y s e bevestigt dat h i e r weinig afwijkingen inzitten (max. afwijking mogelijk 2, 5 ton op 72 ton), m o e t de h o g e r e d o s e r i n g v o o r a l worden gezocht in een h o g e r volumegewicht van het m e n g s e l na verdichting in het veld.

N a a r schatting, en gezien de k o r r e l g r o o t t e v e r d e l i n g van het woudzand i s dit aannemelijk, ligt het volumegewicht van het zand na

_3

v e r d i c h t i n g in de o r d e van 1850 kg. m . A a n n e m e n d dat de l a a g -dikten op het veld i n d e r d a a d gemiddeld 10 r e s p . 20 cm zijn g e w e e s t ,

-2

betekent dit een bentoniet v e r b ruik van 18, 5 kg. m op veld 2 en _2

27, 75 kg. m op veld 3. V e r g e l e k e n m e t de e e r s t e b e r e k e n i n g betekent dit een m e e r v e r b r u i k van r u i m 11 ton.

5 . 4 . A a n l e g v a n d e a f d i c h t i n g s l a a g i n h e t v e l d

Het z a n d - b e n t o n i e t m e n g s e l w e r d m e t v r a c h t w a g e n s a a n g e v o e r d op de proefvelden 2 en 3. De v r a c h t w a g e n s daalden op eigen k r a c h t de helling af, m a a r de bulldozer m o e s t e r r e g e l m a t i g aan te p a s komen om ze w e e r de helling op te t r e k k e n . O v e r i g e n s ontstond h i e r d o o r nogal wat s p o o r v o r m i n g , w a a r d o o r h e t s o m s m o e i l i j k was om o v e r a l een gelijkmatige laagdikte te r e a l i s e r e n .

Het m e n g s e l w e r d m e t behulp van de b u l l d o z e r , en l a t e r ook een h y d r a u l i s c h e k r a a n , o v e r de helling v e r d e e l d . R e g e l m a t i g w e r d e n

21

oneffenheden met een schep bijgewerkt. Door verhitting van het zand in de asfaltinstallatie was het m e n g s e l nog behoorlijk warm toen het

op het veld aankwam (fig. 7).

Door het veelvuldig heen en w e e r rijden met de bulldozer werd de laag goed vastgereden. «Nadat de v e r e i s t e dikte was bereikt, i s de laag verder verdicht door m e t de hydraulische kraan de helling op en of te rijden. Onder de druk van de rupsbanden bleek het materiaal goed te worden verdicht (fig. 8.).

De dikte van de opgebrachte laag werd uiteraard regelmatig g e controleerd. Dit gebeurde steekproefsgewijs m e t behulp van een g u t s -boor. Het aanbrengen van de 20 cm dikke laag bleek goed uitvoerbaar te zijn, hoewel e r wel secuur moet worden gewerkt. Afwijkingen in dikte van 2, 5 cm zijn niet te vermijden. Nauwkeurige controle tijdens het werk is vereist. De verdichting m e t de bulldozer lukte uitstekend,

zij het dat het veranderen van rijrichting zoveel mogelijk moet w o r -den verme-den.

Het aanbrengen van de 10 cm dikke laag gaf m e e r problemen. Het verdelen van het m e n g s e l over de helling bleek alleen goed mogelijk m e t de hydraulische kraan. Verder i s veel handwerk verricht om een " zo egaal mogelijke laagdikte te krijgen. Bij controle bleken de afwij-kingen in dikte s o m s z e e r groot te zijn (2 - 15 cm). Door de inten-sieve controle en het daarna bijwerken van de geconstateerde afwij-kingen ligt de uiteindelijke laagdikte naar schatting tussen 7 en 13 cm.

Bij dergelijke dunne lagen i s het met de hier gebruikte zware m a c h i -nes moeilijk om een gelijkmatige dikte te r e a l i s e r e n .

5 . 5 . E f f e c t v a n w e e r s o m s t a n d i g h e d e n

Nog m e e r als bij de aanleg van Hypofors geldt hier de voorwaar-de dat e r bij voorwaar-de aanleg van een bentonietlaag weinig of geen regen mag vallen. Gebeurt dat namelijk wel, dan wordt het t e r r e i n onbegaanbaar. De bentoniet begint te zwellen, de toplaag wordt daardoor z e e r glibbe-rig en het regenwater blijft e r op staan. Op hellingen begint dit water dan over het oppervlak af te stromen en bij veel regenval kan dit leiden tot e r o s i e .

Fig, 7. Verdeling van het m e n g s e l m e t behulp van een b u l l d o z e r o v e r de helling

F i g . 8. V e r d i c h t e n van het z a n d - b e n t o n i e t m e n g s e l m e t behulp van r u p s v o e r t u i g e n

23

Tijdens de aanleg en vlak na de aanleg op p r o e f v e l d 3 (voordat de laag w e r d afgedekt m e t grond) i s nogal wat n e e r s l a g gevallen. Het bleek onmogelijk om vlak na de r e g e n op het g l i b b e r i g e o p p e r vlak te w e r k e n . Zelfs het opbrengen van z w a r t e grond m o e s t w o r -den gestopt, o m d a t onder het gewicht van de b u l l d o z e r de laag grond d r e i g d e af te schuiven op het glibberige bentonietoppervlak.

Droog w e e r tijdens de aanleg en v e r v o l g e n s zo snel mogelijk afdekken van de laag m e t grond zijn dus b e l a n g r i j k e v o o r w a a r d e n om p r o b l e m e n bij de aanleg te voorkomen.

5. 6. K o s t e n

Rekening houdend m e t de h o g e r e dichtheid in het veld is op proefveld 2 (laagdikte 10 c m , m e n g v e r h o u d i n g bentoniet : zand =

2

10:100) uiteindelijk 18, 5 kg bentoniet p e r m g e d o s e e r d . De p r i j s van de bentoniet b e d r o e g ƒ 4 3 0 / t o n (excl. BTW), dit is dus in dit geval ƒ 7, 96

2

p e r m . De p r i j s voor het m e n g e n en a a n b r e n g e n van de laag in het 2

veld i s b e r e k e n d op ƒ 6, 50 p e r m . De totale k o s t e n voor deze afdich-2

t i n g s l a a g b e d r a g e n dus afgerond ƒ 14, 50 p e r m (excl. BTW).

Op proefveld 3 (laagdikte 20 c m , m e n g v e r h o u d i n g bentoniet : _2

zand = 7 , 5 : 100) is uiteindelijk 27, 75 kg. m g e d o s e e r d , wat n e e r -2

komt op ƒ 11, 93 p e r m voor de bentoniet. Voor het m e n g e n en a a n -2

b r e n g e n i s h i e r e v e n e e n s ƒ 6, 50 g e r e k e n d p e r m . Op dit veld i s e c h t e r een d i k k e r e laag a a n g e b r a c h t en de t r a n s p o r t k o s t e n zullen h i e r z e k e r h o g e r zijn geweest. In de t o t a a l b e r e k e n i n g is e c h t e r m e t

één gemiddelde p r i j s gewerkt. Dit b e t e k e n t dat de totale kosten voor

2

proefveld 3 afgerond ƒ 18, 50 p e r m (excl. BTW) b e d r a g e n .

6. ERVARINGEN MET BETREKKING TOT HET OPBRENGEN VAN AFDEKGROND

6 . 1 . A a r d v a n d e a f d e k g r o n d

Grond die w o r d t g e b r u i k t a l s afdekgrond boven een a f d i c h t i n g s -l a a g op een s t o r t t e r r e i n dient te vo-ldoen aan een a a n t a -l e i s e n . De grond

24

-m o e t goed d o o r w o r t e l b a a r zijn en in v e r b a n d -m e t een goede o n t w a t e r i n g m o e t de d o o r l a a t f a c t o r g r o t e r zijn dan 50 cm. dag" (zie HOEKS en A G E LINK, 1982). De grond m a g u i t e r a a r d niet v e r o n t r e i n i g d zijn m e t c h e m i -sche stoffen of nog niet g e s t a b i l i s e e r d e o r g a n i s c h e stoffen, omdat het de bedoeling i s het d r a i n w a t e r r e c h t s t r e e k s te lozen op het o p p e r v l a k t e w a t e r .

De afdekgrond voor de proefvelden i s afkomstig uit een zandaf-g r a v i n zandaf-g bij Beilen. Ten behoeve van de zandwinninzandaf-g i s h i e r de boven-grond, dit i s de t e e l a a r d e plus de d a a r o n d e r voorkomende venige laag opzij gezet. Deze grond heeft h i e r twee j a a r in depot gelegen en w a s tamelijk droog. Het o r g a n i s c h e stofgehalte van deze grond i s vrij hoog (ca. 25%, zie ook t a b e l 1 in hfdst. 3. 3). Met deze grond i s proefveld 3 geheel afgedekt. Op proefveld 2 i s alleen de bovenste helft h i e r m e e afgedekt en op proefveld 1 i s s l e c h t s een klein gedeelte boven aan de helling afgedekt m e t deze grond.

E r w a s niet voldoende grond v o o r r a d i g in depot om alle proef-velden af te dekken. D a a r o m is l a t e r opnieuw t e e l a a r d e m e t de on-d e r l i g g e n on-d e venige laag afgegraven. Deze gronon-d w a s e c h t e r n a t t e r , w a a r d o o r de v e r w e r k i n g op de proefvelden p r o b l e m e n gaf. D a a r o m

i s m e n l a t e r bij het afgraven van de grond d i e p e r gaan g r a v e n zodat wat m e e r zandig m a t e r i a a l w e r d bijgemengd. W a a r s c h i j n l i j k , gezien l a t e r e e r v a r i n g , betreft het h i e r l e m i g zand, w a a r d o o r de d o o r l a t e n d -heid en de s t r u c t u u r van de grond ongunstig i s bei'nvloed.

6 . 2 . O p b r e n g e n v a n d e a f d e k g r o n d

Op de afsluitende lagen i s een laag afdekgrond t e r dikte van ca. 1 m e t e r a a n g e b r a c h t . Deze grond dient a l s b e s c h e r m i n g van de af-dichtlaag. De laag m o e t v r i j dik zijn om voldoende vocht te kunnen vasthouden voor de beplanting. Behoudens een enkele stagnatie in de a a n v o e r van grond, heeft dit geen n o e m e n s w a a r d i g e p r o b l e m e n o p g e -l e v e r d . De grond i s m e t v r a c h t w a g e n s a a n g e v o e r d tot op de he-l-ling en d a a r n a m e t de b u l l d o z e r o v e r de helling v e r d e e l d .

Alleen op proefveld 3 i s het w e r k na hevige r e g e n v a l tijdelijk g e s t a a k t wegens het g e v a a r van afschuiven van de bovengrond op de spekglad geworden bentonietlaag. Het opbrengen van de z w a r t e b o -vengrond heeft, voor z o v e r dit te c o n s t a n t e r e n w a s , geen v e r s t o r i n g

2 5

-van de onderliggende bentonietlaag tot gevolg gehad.

Door het vele heen en weer rijden met de bulldozer is de grond nogal verdicht. Dit was vooral het geval met de grond die later vers afgegraven is bij de zandwinning in Beilen. Deze grond was vochtiger en bevatte leemhoudend zand. De structuur van deze grond is daarom merkbaar slechter dan van de grond die vanuit het depot werd aangevoerd.

Teneinde het nadelige effect van de verdichting enigszins op te heffen is de grond, nadat alle proefvelden waren afgedekt, tot een diepte van 50 cm losgemaakt met een ripper (in de lengterichting van het veld).

De ervaring heeft geleerd, dat verwerking van natte grond of ver-werking onder regenachtige omstandigheden zeer ongunstig is voor de

structuur van de bovengrond. De infiltratiecapaciteit van de toplaag wordt dan te klein en dit heeft tot gevolg dat tijdens hevige regenval water op het oppervlak blijft staan. Op hellingen kunnen dan e r o s i e

-verschijnselen optreden.

De structuur, de doorlatendheid en de infiltratiecapaciteit van de afdekgrond zijn dus belangrijke eigenschappen in verband met de afwateringsmogelijkheden. Dit betekent dat ook de bovengrond met zorg moet worden uitgekozen.

6.3. I n z a a i e n m e t g r a s

Zodra alle grond was opgebracht en het drainage systeem was aangelegd zijn de proefvelden geëgaliseerd en ingezaaid met gras. Het gebruikte graszaadmengsel BTK 1100 is speciaal geschikt voor bermen, taluds en kaden. De hoeveelheid graszaad, die is

uitge-strooid, kwam overeen met 100 kg. ha

Het was echter intussen begin november 1982, zodat de w e e r s -omstandigheden niet erg gunstig waren voor het opkomen van het g r a s . Het is dan ook inderdaad niet gelukt om voor de winter nog

een behoorlijke grasgroei te krijgen. De proefvelden bleven zodoende onbegroeid liggen. Daardoor en door de grote regenval in het najaar van 1982 is aanzienlijke erosie opgetreden.

26

-steunrug

steunrug

Fig. 9. In de eerste instantie aangelegde drains op het oppervlak van de proefvelden 1 en 2 ter bestrijding van de erosie

- 27

6 . 4 . E r o s i e e n e r o s i e b e s t r i j d i n g

In de voorgaande p a r a g r a f e n zijn r e e d s e n k e l e o o r z a k e n g e n o e m d voor het feit dat tijdens de w i n t e r 1982/1983 aanzienlijke e r o s i e o p -t r a d , m e -t n a m e op proefveld 1 en in m i n d e r e m a -t e ook op proefveld 2. Deze o o r z a k e n zijn:

- op proefveld 1 en een d e e l van proefveld 2 i s de s t r u c t u u r en de d o o r l a t e n d h e i d van de o p g e b r a c h t e grond s l e c h t e r dan op proef-veld 3;

- de afwerking en de inzaai van g r a s vond te l a a t in de h e r f s t p l a a t s , w a a r d o o r de hellingen onbegroeid bleven liggen;

door de hevige r e g e n v a l tijdens de w i n t e r p e r i o d e i s de toplaag v e r -s l e m p t , m e t n a m e op proefveld 1 en proefveld 2, w a a r de boven-grond kennelijk m e e r s l e m p g e v o e l i g w a s ;

de steile helling (ca. 30 %) b e v o r d e r t u i t e r a a r d de o p p e r v l a k t e -afvoer a l t h a n s a l s de i n f i l t r a t i e c a p a c i t e i t klein i s .

A l s gevolg van de e r o s i e is veel grond afgespoeld en o n d e r aan de helling in de goot voor de o p p e r v l a k t e - a f v o e r t e r e c h t g e k o m e n , w a a r d o o r de afvoerleidingen v e r s t o p t r a a k t e n . Meting van de o p p e r -v l a k t e - a f -v o e r w a s d a a r d o o r niet mogelijk. Met n a m e op proef-veld 1, m a a r in m i n d e r e m a t é ook op proefveld 2, i s d a a r d o o r veel w a t e r o v e r de goot gespoeld en niet g e m e t e n .

In de loop van j a n u a r i 1983 i s b e s l o t e n om o v e r de b r e e d t e van h e t veld d r a i n s in geulen op h e t o p p e r v l a k te leggen om op die m a n i e r het a f s t r o m e n d e w a t e r te o n d e r s c h e p p e n en de e r o s i e te beteugelen. Het w a s de bedoeling h i e r v o o r een s t a r r e d r a i n m e t dichte bodem (zogenaamde R e h a u - d r a i n ) te n e m e n , m a a r in v e r b a n d m e t de lange l e v e r t i j d i s e e r s t g e w e r k t m e t p v c - d r a i n s m e t cocosomhulling (dia-m e t e r 60 (dia-m (dia-m ) .

D w a r s op h e t veld zijn geulen g e m a a k t op o n d e r l i n g e afstanden van 10 m e t e r en een afschot van 1 m e t e r op 30 m e t e r , w a a r i n de

d r a i n s zijn gelegd (zie fig. 9 ). Bij hevige buien spoelde e c h t e r nog t e v e e l zand in de drainsleuf, w a a r d o o r de s t e u n r u g aan de benedenzijde van de d r a i n p l a a t s e l i j k d o o r b r a k , w a a r n a de e r o s i e in v e r h e v i g -de m a t e plaatsvond.

28 50cm anti erosie geulen

O

Q regenmeter

Fig. 10. Aanleg van REHAU-drains met een verhang van 1 cm per meter. Onderlinge afstand van de drains 5 meter, met daar-tussen trapsgewijs elkaar overlappende anti-erosiegeulen 2 à 2, 5 meter lang

29

Uiteindelijk zijn toch de R e h a u - d r a i n s aangelegd op o n d e r l i n g e afstanden van 5 m e t e r (zie fig.10). In v e r b a n d m e t de z e e r natte o m -standigheden was het niet mogelijk om veen in de sleuven aan te b r e n g e n . N i e t t e m i n i s na de aanleg van deze d r a i n s geen e r o s i e m e e r o p g e t r e d e n .

7. CONCLUSIES B E T R E F F E N D E TOEPASSING IN DE PRAKTIJK

Bij de aanleg van de proefvelden op een helling van h e t VAM-s t o r t t e r r e i n in Wij VAM-s t e r iVAM-s VAM-s p e c i a l e aandacht gegeven aan de p r o b l e m e n die zich voordeden bij h e t a a n b r e n g e n van de afsluitende lagen.

Het a a n b r e n g e n van een Hypoforsafdichting blijkt vrijwel p r o -b l e e m l o o s te v e r l o p e n , zelfs op hellingen van m e e r dan 30%. De g r o t e o v e r l a p (50 cm) en de o v e r m a a t bitumen die bij h e t l a s s e n wordt g e -b r u i k t lijken een -behoorlijke g a r a n t i e te geven dat de l a s s e n i n d e r d a a d w a t e r d i c h t zijn. E r i s o v e r i g e n s in het veld geen t e s t op dichtheid van de l a s s e n u i t g e v o e r d .

Het p r o c é d é van leggen en l a s s e n i s z o n d e r g r o t e p r o b l e m e n u i t -v o e r b a a r in de p r a k t i j k . Dit i s i n t u s s e n ook wel bewezen, want Hypofors i s r e e d s op enkele s t o r t p l a a t s e n in N e d e r l a n d t o e g e p a s t , zowel voor b a s i s a f d i c h t i n g a l s voor bovenafdichting. Deze t o e p a s s i n g e n zijn e c h t e r nog van te r e c e n t e datum om nu al c o n c l u s i e s te kunnen t r e k k e n m e t

b e t r e k k i n g tot de d u u r z a a m h e i d en w a t e r d i c h t h e i d op l a n g e r e t e r m i j n o n d e r invloed van o n r e g e l m a t i g e v e r z a k k i n g e n .

In N e d e r l a n d bestonden tot nu toe geen e r v a r i n g e n m e t het a a n -b r e n g e n van z a n d - -b e n t o n i e t m e n g s e l s op s t o r t p l a a t s e n . I n t e r n a t i o n a a l i s e r wel enige e r v a r i n g , m a a r dan u i t s l u i t e n d m e t b e t r e k k i n g tot

basisafdichting. De bentoniet w o r d t d a a r b i j m e e s t a l u i t g e s t r o o i d m e t e e n k u n s t m e s t s t r o o i e r en dan m e t behulp van een f r e e s of schijveneg door de zandlaag gemengd. D a a r n a w o r d t de laag v e r d i c h t m e t een

r o l .

In dit o n d e r z o e k i s de menging in een a s f a l t m e n g i n s t a l l a t i e u i t -gevoerd, w a a r n a h e t m e n g s e l m e t behulp van een k r a a n en een b u l l d o z e r in de gewenste dikte op het veld i s a a n g e b r a c h t . De aldus v e r k r e g e n m e n g i n g w a s z e e r goed, w a a r s c h i j n l i j k b e t e r dan bij menging in het veld. Het a a n b r e n g e n van de r e l a t i e f dunne lagen in h e t veld gaf w e l

3 0

-problemen. Het blijkt moeilijk te zijn, vooral op steile hellingen, om met zware apparatuur een egale laagdikte van 10 of 20 cm te krijgen. De weersomstandigheden zijn zeer belangrijk bij de aanleg. Bij veel

regenval tijdens de aanleg ontstaan problemen doordat het oppervlak van de zand-bentoniet laag onbegaanbaar wordt (bentoniet zwelt, op-pervlak wordt glibberig). Na de aanleg moet de laag daarom ook zo

snel mogelijk worden afgedekt met grond.

Bij toepassing van bentoniet op praktijkschaal verdient het aan-beveling om de menginstallatie op enkele onderdelen aan te passen aan de specifieke eisen die voor menging van zand en bentoniet worden

ge-steld. Overigens is het gewenst om m e e r informatie te verzamelen over ervaringen met menging in het veld. De kosten van beide p r o c é -dé's spelen uiteraard ook een belangrijke rol bij de uiteindelijke keuze.

Het opbrengen van de bovengrond (laagdikte ca. 1 meter) gaf weinig problemen. Wel dient men er voor te waken dat bij het opbrengen de structuur van de grond niet te veel verslechtert door verdichting en versmering. De weersomstandigheden spelen ook hier een belangrijke

rol.

Verder is gebleken dat de eindafdekking op een stort, d. i. de afdichting slaag met daarop de afdekgrond, bij voorkeur voor de herfst moet zijn aangelegd. Dit is nodig om voor de winter nog een goede

grasgroei te krijgen op de afdeklaag. Lukt dit namelijk niet dan is erosie door oppervlakte-afvoer vrijwel onvermijdelijk. Op niet-be-groeide oppervlakken ontstaat namelijk zeer gemakkelijk oppervlak-te afvoer, omdat de bovengrond verslempt tijdens regenbuien. Vooral op hellingen leidt dit tot erosieproblemen. Alleen als de infiltratie capaciteit van de bovengrond hoog is en als de grond niet slempgevoe-lig is, zal weinig of geen erosie optreden. Hieruit blijkt dat het nood-zakelijk is om eisen te stellen ten aanzien van de structuur en door-latendheid van de afdekgrond.