CODEN: IBBRAH ( 7 - 8 0 ) 1-38 ( 1 9 8 0 )
INSTITUUT VOOR BODEMVRUCHTBAARHEID
RAPPORT 7 - 8 0
GEBRUIK VAN ZAND BIJ AANLEG EN ONDERHOUD VAN GRASSPORTVELDEN
RAPPORT AAN DE HAND VAN LITERATUURGEGEVENS OPGESTELD
With a summary: Use of sand for construot-ion and improvement of sports fields
door
P. BOEKEL, F . RIEM VIS EN A. LAHR-RENKEMA
1980
Instituut voor Bodemvruchtbaarheid, Oosterweg 92, Postbus 30003, 9750 RA Haren (Gr.)
1. Inleiding 3 2. Vereiste samenstelling van de toplaag 4
3. Aard van het onderzoek naar de normen waaraan zand moet
voldoen 8 3.1. Karakterisering van het zand 8
3.2. Eigenschappen van grassportvelden die door
zandtoe-diening worden beïnvloed 10 4. Invloed van zand van verschillende kwaliteit op de
eigenschappen van het sportveld 16 4.1. Stevigheid onder droge omstandigheden 16
4.2. Stevigheid onder natte omstandigheden 18
4.3. Vochthoudendheid en aëratie 20 4.4. Doorlatendheid voor water 23 5. Meest gewenste eigenschappen van zand, rekening houdend
met de invloed op de verschillende kwaliteitsaspecten 29 6. Karakteristieken van enkele zanden en toplaaggronden
in Nederland 31 7. Samenvatting en conclusies betreffende nog gewenst
onder-zoek over de bruikbaarheid van zand voor toplaagverbetering 34 8. Summary and conclusions concerning research still required 35
9. Literatuur 36
1. INLEIDING
De toplaag van een sportveld moet vlak, stevig, droog, enigszins stroef en bij voorkeur met gras begroeid zijn. Daartoe moet onder natte omstan-digheden overtollig regenwater door de bovenlaag worden opgenomen en snel naar diepere lagen worden getransporteerd zodat het veld dan goed bespeel-baar blijft. Om aan deze eisen tegemoet te komen wordt bij de aanleg en
het onderhoud van sportvelden vaak zand toegevoegd. Dat vindt vooral plaats op gronden die als gevolg van hoge gehalten aan organische stof of fijne delen of door minder goede ontwatering in natte perioden een onvol-doende stevigheid hebben. Een zandige toplaag biedt dan voordelen maar kan onder droge omstandigheden weer andere problemen geven. Door te ge-ringe vochthoudendheid kan de grasgroei stagneren en de toplaag te rul worden.
Het resultaat van het gebruik van zand zal in de eerste plaats afhangen van de wijze van toedien-Ing. Daarbij kan onderscheid gemaakt worden tussen
verschralen, waarbij de oorspronkelijke grond met zand wordt vermengd,
bezanden, waarbij het zand in een laag van meerdere centimeters wordt op-gebracht en zodebezanding (dressen), waarbij als onderhoudsmaatregel slechts een dun laagje van bv. een halve centimeter per keer, één à twee-maal per jaar, wordt toegediend.
Het resultaat zal tevens afhangen van aard en eigenschappen van het zand. De normen die nu bij advisering worden gehanteerd en die op vroegere ervaring zijn gebaseerd, lijken niet altijd te voldoen. Vaak ook is zand dat aan die normen wel voldoet, niet beschikbaar en moet ander zand ge-bruikt worden. In dat geval kan toch een bevredigend resultaat worden ver-kregen door een andere wijze van toediening en door menging met andere materialen. Op dit terrein is echter nog onvoldoende bekend en het zal enig onderzoek vergen om tot een uitspraak te komen. Alvorens met derlijk onderzoek te beginnen is nagegaan wat er in de literatuur over ge-bruik van zand voor grassportvelden bekend is. Het resultaat daarvan zal in het volgende overzicht worden weergegeven en besproken.
Om bij de aanleg en het onderhoud van grassportvelden de goede maatrege-len te kunnen treffen, moet bekend zijn welke samenstelling de toplaag moet hebben om een zo gunstig mogelijke bespeelbaarheid te verkrijgen.
Boekei (1978) vond bij onderzoek op een groot aantal velden dat voor een stevige en stabiele toplaag onder natte omstandigheden - in herfst en winter een van de belangrijkste bespeelbaarheidsaspecten - een be-paalde combinatie van ontwatering en volumegewicht van de toplaag nood-zakelijk is. Bij een ondiepe ontwatering moet het volumegewicht hoog zijn, bij een diepe ontwatering is een laag volumegewicht toelaatbaar. Berekening van de regressievergelijkingen leverde het volgende resul-taat op (fig. 1).
stevigheid (hakmethode)
stability of the top soil fbyHheel" method)
8r stevigheid quired stability C=vol.gew. <130 B= • » 130-KO A= . • >140 20 40 60 80 100 120 U0 grondwaterstand cm-fmv igemidd.natte perioden)
ground water table in wet periods
Figuur 1. Berekende invloed van de grondwaterstand op de stevigheid van de toplaag b i j v e r s c h i l l e n d e volumegewichten.
Figure 1. Calculated effect of groundwater table on the stability of top-soils with different bulk densities.
Het volumegewicht hangt samen met de samenstelling van de toplaag
(ge-h a l t e n aan zand, organisc(ge-he stof en a f s l i b b a r e delen) en met de opbouw
(losse of vaste s t r u c t u u r ) van de grond. Er werd een schema ( f i g . 2)
op-g e s t e l d waaruit de v e r e i s t e combinatie van samenstellinop-g en s t r u c t u u r
b i j een bepaalde grondwaterstand kan worden afgeleid (Boekei, 1979).
vereiste combinatie van grondwaterstand en volumegewicht voorgoede s t e v i g
-heid
required combination of groundwater table and bulk density for
good stability volumegewicht bulk density 1.7r 1.6 1.5-1.4 B 1.3 1.2 1.1
-vereiste samenstelling vooreen voldoende volumegewicht
required composition of the soil fora sufficient bulk
density bbaar 100 80 60 ,40 . 20 grondwaterstand (cnn mvj groundwater table fcm+ mv) j 6 7 8 humusgehalte humuscontent
Figuur 2. Schema voor afleiding van de gewenste combinatie van grondwa-terstand, volumegewicht en samenstelling voor een voldoende stevigheid van de toplaag van sportvelden (M50-cijfer: 150-170).
Figure 2. Diagram for deducting the required combination of groundwater
table
3bulk density and composition of the soil to obtain
sufficient stability of the toplayer of grass, sports fields
(MSO-Value: 150-170).
In het linkergedeelte van de figuur is aangegeven bij welke combinatie van grondwaterstand en volumegewicht de stevigheid voldoende is. Bij een grondwaterstand van 57 cm -r mv is een volumegewicht van 1,32 vereist (1), bij een waterstand van 90 cm is dat 1,20 (2).
In het rechtergedeelte kan vervolgens worden afgelezen welke samenstel-ling moet worden nagestreefd om de genoemde volumegewichten te bereiken.
zullen deze gehalten wat lager moeten zijn, bij een wat dichtere struc-tuur mogen ze wat hoger zijn.
Ook de toestand van een bepaald perceel kan d.m.v. dit schema beoor-deeld worden. Perceel A heeft een organische-stofgehalte van 5%, een slib-gehalte van 12%, een volumegewicht van 1,2 en een grondwaterstand van 57 cm -f mv. Daar wordt duidelijk niet aan de voorwaarde voor een goede
stevigheid voldaan. Voor het aanbrengen van verbetering zijn verschillen-de mogelijkheverschillen-den, nl. verlaging van verschillen-de grondwaterstand naar 90 cm diep-te (2), versehraling,waarbij het humusgehaldiep-te verlaagd wordt (3) of sdiep-terk verdichten van de grond (4).
Het verkregen resultaat gaat op wanneer de fijnheid van het aanwezige zand overeenkomt met een M50-cijfer van 150-170. Bij de aanwezigheid van fijner zand zullen mogelijk andere eisen aan de grondwaterstand en de overige componenten moeten worden gesteld.
Van Wijk en Beuving (1978) bepaalden door middel van laboratoriumproe-ven met mengsels van humusarm en humeus dekzand (M50 = 160) de invloed van vochtspanning, dichtheid en gehalte aan organische stof op de indrin-gingsweerstand (fig. 3 ) .
penetrometerweerstand (kg/cm2)
penetration resistance (kg/cm2)
org st gehatte 0.4% org matter O.U'Mwlw)
vol. gew 1.64 \ org.st gehalte 4.3 % org matter 4.3%(wlwj vol gew 1.60 - x . 1.55 ~ \ ^ > x ^ ^ x ^ _ ^ ^ X i i i i i org.st gehalte 8.6% org matter8.6 %lwlwl vol. gew. 1 . 5 T \ -V 1.44 N J \ 1.J1 C i i i i i 10 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 10080 60 40 20 0 vocht spanning (cm)
so/7 water pressure head (cm)
Figuur 3. Invloed van vochtspanning, organische-stofgehalte en verdichting op de indringingsweerstand van dekzand (Van Wijk en Beuving, 1978)
Figure 3. Relation between penetration resistance and soil water pressure
head for cover sand with different organic matter contents and
density levels (Van Wijk and Beuving, 1978).
Daarin komt duidelijk de invloed van vochtspanning en volumegewicht naar voren en wel in de richting zoals werd verwacht. De door hen gevon-den invloed van het gehalte aan organische stof doet echter merkwaardig aan. Bij stijging van het gehalte wordt de invloed van verdichting op de
penetrometerweerstand groter en is een ondiepere grondwaterstand toelaatbaar. Dit is in strijd met praktijkervaringen en andere onderzoekresultaten. De
verklaring is dat de gerealiseerde volumegewichten bij de hogere humusge-halten veel hoger zijn dan in de praktijk (vergelijk met fig. 2).
De conclusie kan zijn dat hogere humusgehalten niet bezwaarlijk zijn mits de volumegewichten erg hoog zijn. Het moet echter betwijfeld worden of de bij dit onderzoek gerealiseerde dichtheden ook onder praktijkomstandighe-den zijn te verkrijgen. Bovendien zal bij een dergelijk sterke verdich-ting de kans op onvoldoende aëratie voor de grasgroei en te lage water-doorlatendheid erg groot worden. De basis voor hun conclusie, dat een organische-stofgehalte van 5-6% het meest gewenst is, is niet geheel dui-delijk. Uit fig. 3 zou men afleiden dat de toplaag steviger wordt naarma-te het humusgehalnaarma-te stijgt. Dat klopt in z'n algemeenheid niet met de praktijkervaring. Wel is bekend dat onder droge omstandigheden de stabi-liteit toeneemt naarmate de gehalten aan humus en leem hoger zijn. Bij lage gehalten aan die bestanddelen kan de toplaag rul worden en de vocht-houdendheid te gering.
Het is wel duidelijk dat bij aanleg van grassportvelden meestal een verlaging van de gehalten aan organische stof en afslibbare delen in de
toplaag zal moeten plaatsvinden en dat daarna een te sterke verhoging van die bestanddelen als gevolg van grasgroei en bodemleven, moet worden voor-komen. Daarvoor is zand nodig, waarbij de vraag naar voren komt aan welke eisen dat zand moet voldoen of welke maatregelen genomen kunnen worden om beschikbare zanden voor het gestelde doel geschikt te maken.
Wanneer moet worden aangegeven aan welke normen zand voor gebruik bij sportvelden moet voldoen, zal eerst moeten worden vastgesteld op welke wijze zand kan worden gekarakteriseerd. Daarnaast moet worden aangegeven welke eigenschappen van een sportveld van betekenis zijn en door zand kunnen worden beïnvloed of verbeterd. In de derde plaats moet worden na-gegaan wat de invloed is van verschillende zandkarakteristieken op de verschillende eigenschappen van het grassportveld en tenslotte zal moe-ten worden vastgesteld welk type zand nodig is om over het geheel tot
een aanvaardbaar resultaat te komen.
d.i. Karakterisering van het zand
Als zand wordt beschouwd de granulaire fractie met een deeltjesgrootte boven 0,050 mm. De fijnheid van het zand is een belangrijk kenmerk. De gemiddelde fijnheid kan worden uitgedrukt in een M50-cijfer, dat de korrelgrootte aangeeft waarboven en waarbeneden 50 gewichtsprocenten van de zanddeeltjes liggen (ook wel aangeduid met MPD = mean partiele
diameter).
Naast verschillen in fijnheid kunnen er grote verschillen in
uniformiteit, dat is de verdeling van de deeltjes over de fracties van het zand, optreden. Bingaman en Kohnke (1970) introduceerden daarvoor de
gradatie-index D95/D5 = de verhouding tussen de korrelgroottes waaronder respectievelijk 95 en 5 gewichtsprocenten van het zand worden gevonden. Adams et al. (1971) hanteren een wat andere gradatie-index en wel D90/D10. Beier (1975) drukt deze eigenschap uit in een ongelijkvormigheidscijfer U = D60/D10 en een
2
"Krümmungszahl" Cc = ü^0. ( f iê ' 4
>-D60.D10
F i j n h e i d en u n i f o r m i t e i t van zand worden door middel van een zeefanalyse b e p a a l d .
-schillende zandfracties en konden daaruit, gedeeltelijk gecombineerd met een gegeven van de granulaire samenstelling, de volgende karakteristieken afleiden:
a. totaal poriënvolume (TPS)
b. specifieke poriëndiameter (SPD ) die wordt ontleend aan de pF-curve en de poriëndiameter aangeeft waarbeneden x % van het poriënvolume wordt gevonden. c. poriëngrootte-index (PSI) = M50/SPD d. grote-poriënindex (LPI) = SPD .TPS
r =
1 « fh SO 30 20 vt ScNämmkorn tam F • M - M 1 | • H b » « o « «% PT*" Sitbfcain TV' s-M U M M • 1 *..- f *-13 au«. ••1|
f'f" II am 0002 OB» am 002 00t 01 ' B ri»- <t09mv 4 » • O . « /nu •£• • $ * - . ! 0 . 2 at 4 . 2 e 20 co too KorndurchfliMwr tf in mm e 20 60 100 KorndurchmtsMr rf in mmFiguur 4. Bepaling van ongelijkvormigheidscijfer en Krümmungszahl volgens Be ie r.
Deze karakteristieken geven een indruk over de dichtheid van een zand-pakket. De dichtheid is zelf geen belangrijke kwaliteitseigenschap, maar kan wel van invloed zijn op andere bespeelbaarheidsaspecten als doorla-tendheid voor water en stevigheid. Bepaling daarvan vindt daarom vaak plaats. Zo wordt bij de Deutsche Normen DIN 18035 Blatt 4 een
"Lagerungsdichte" gehanteerd, waarmee het volumegewicht in verhouding tot de Proctor-dichtheid wordt aangeduid.
Belangrijk voor de eigenschappen van zand zijn verder de gehalten aan deeltjes < 0,050 mm (leem), < 0,016 mm (afslibbare delen) en aan orga-nische stof. Verder is uiteraard belangrijk de aanwezigheid van schelpen of andere scherpe bestanddelen.
3.2. Eigenschappen van grassportvelden die door zandtoediening worden
be-tnvloed
Een aantal eigenschappen, belangrijk voor de kwaliteit van gras-sportvelden, kan door toediening van grote of kleine hoeveelheden zand meer of minder ingrijpend worden veranderd. Dat zijn:
a. de stevigheid van de toplaag onder droge omstandigheden. De boven-laag mag niet te los zijn, moet voldoende grip geven en mag geen scherpe bestanddelen bevatten.
b. de stevigheid van de toplaag onder natte omstandigheden, een belang-rijk bespeelbaarheidsaspect, zeker in ons land maar ook elders, om-dat de meeste grassportvelden juist in de meestal natte herfst- en winterperiode worden gebruikt (voetbal, hockey, rugby). Er zijn verschillende methoden om de stevigheid te bepalen o.a. met de hak-methode (Boekei, 1978 en 1979; fig. 5) en met de penetrometer. Er zijn normen gegeven waaraan de stevigheid moet voldoen voor een goe-de en intensieve bespelingsmogelijkheid, zongoe-der dat het veld teveel wordt beschadigd. De waardering volgens de hakmethode moét 7 of
-2 hoger, de penetrometerweerstand niet beneden 14 kg.cm zijn.
o. de vochthoudendheid en de aëratie van de grond. Om een voldoende groei van het gras te krijgen moet er voldoende water en zuurstof in de grond beschikbaar zijn. De ervaring heeft geleerd dat het lucht-gehalte niet gauw te laag is. Adams et al. (1971 a) noemen een
Beoordeling van de stevigheid met de hakmethode
Estimation of the stability ofthe topsoil(=heel method)
Diepe indruk ^geringe s t e v i g h e i d , beoordeling = 4
Deep imprint , /on/ stability , valuation = 4
Matige stevigheid.
Moderate stability,
beoordeling = 6
valuation = 6
Ondiepe indruk,grote stevigheid, beoordeling = 8
grenswaarde van JO volumeprocenten, Boekei (1975) vond bij 7 à 8 volu-meprocent lucht een goede grasgroei en ook Van Wijk et at. (1977) ver-kregen een dergelijk resultaat. Bingaman en Kohnke (1970) achten op 5 cm diepte een met lucht gevuld poriënvolume van 10% noodzakelijk. In het algemeen dus een redelijke overeenstemming t.a.v. het vereiste luchtgehalte.
Een conclusie betreffende de gewenste hoeveelheid beschikbaar water is moeilijker omdat de regenval en de regenverdeling, die van gebied tot gebied sterk uiteen kunnen lopen, daarbij een grote rol spelen.
Bingaman en Kohnke (1970) stellen dat in de bovenste 15 cm 15 vol.% water beschikbaar moet zijn. Door Boekei (1975) is aannemelijk gemaakt dat tenminste 50 mm water aan reserve in de doorwortelde grondlaag
(van ongeveer 40 cm) aanwezig moet zijn om een droogteperiode van 14 dagen te kunnen overbruggen.
het doorlatend vermogen van de grond voor water moet aan bepaalde ei-sen voldoen om piasvorming en een te natte toplaag te voorkomen. Door Adams et al. (1971 a) wordt een doorlatendheid van de toplaag van
10 cm per UUT (2,4 m/etm.) als eis gesteld. Deze hoge waarde is geba-seerd op een zeer snelle afvoer van zware regenval. In Nederland gaat Stuurman (1970) ervan uit dat bij een doorlatendheid van tenminste 0,60 m/etm. geen moeilijkheden zijn te verwachten omdat dan een zeer intensieve bui van 25 mm/uur snel kan worden verwerkt. Segeren en
Sprokholt (1968) stellen een infiltratiesnelheid van 0,45 mm per minuut = 0,65 m/etm. als kriterium voor kampeerterreinen om piasvorming langer dan een uur na het begin van een zware bui te voorkomen. Volgens de
duitse normen (Deutsche Normen DIN 18035, Blatt 4) moet het materiaal voor de toplaag een doorlatendheid hebben van ^0,01 cm/sec. =8,5 m/etm. en mag deze later ter plaatse niet beneden 2,5 m/etm. komen.
Skirde (1973 en 1977) noemt waarden van respectievelijk 1,7 en 1,3 m/etm. Daniel (1976) acht infiltratiewaarden van 2,4 - 3,6 m/etm. ide-aal, maar deze zijn gebaseerd op hevige regenbuien in de zomer (soms wel tot 150 mm per uur).
Met dergelijke hoge doorlaatfactoren sluit men iedere kans op pias-vorming uit. Dat zal meestal niet te realiseren zijn en is in ons land ook niet nodig. Bij het door Boekei verrichte onderzoek op sportvelden
14
in Haren en Groningen werden in de toplaag doorlaatfactoren van 0,10 -0,20 m/etm. gevonden waarbij in een periode van 4 - 5 jaar zelden piasvorming werd geconstateerd. Tot dezelfde uitspraak komt Van Wijk
(1973), die als conclusie van een modelonderzoek aangeeft dat bij een infiltratiesnelheid van 0,05 m/etm. in de winterperiode weinig pias-vorming en dan nog gedurende korte tijd, optreedt (fig. 6 ) .
plas in mm pool depth
2 5r zomer (summer)
w i n t e r t inter)
1/2,1/5 = 1x per 2, resp. 5jaar
= once in 2 and 5years resp.
500 1000 1500 periodelengte in minuten
period ofpresenceof the pool
Figuur 6. Relatie tussen plasdiepte en periodelengte van de plas met de overschrijdingskans in het zomer- en winterseizoen bij een infiltratiesnelheid van 0,05 m/etm. (volgens Van Wijk,
1973).
Figure 6. Relation between the depth of the pool and the period of
presence of the pool with the chance of exceedingAn summer
and winter at an infiltration rate of 0.05 m.day
(according to Van Wijk^ 1973).
Omdat veel gronden van nature een dergelijk hoge doorlatendheid niet hebben, hetgeen volgens Skirde (1976) in Duitsland vaak het geval
is, tracht men toplagen te realiseren met niet alleen een goede door-latendheid maar ook met een zekere bergingsmogelijkheid, zodat grote hoeveelheden regen tijdelijk kunnen worden opgevangen, zonder dat an-derszins de eigenschappen van de toplaag te ongunstig worden (Stuurman 1970, Van Wijk 1973). Bij een verzadigde doorlatendheid van meerdere centimeters per dag, ook in diepere lagen, is o.i. echter weinig
behoefte aan extra berging in de toplaag. Alleen wanneer de onderlig-gende grond een zeer lage doorlatendheid heeft, kan het nuttig zijn dat de toplaag een behoorlijke bergingsmogelijkheid heeft.
16
4. INVLOED VAN ZAND VAN VERSCHILLENDE KWALITEIT OP DE EIGENSCHAPPEN VAN HET SPORTVELD
4.1. Stevigheid onder droge omstandigheden
Door de Werkgroep zand voor de aanleg van sportvelden (1973) werden nor-men gegeven die ook van belang zijn voor het tegengaan van te grote los-heid onder vooral droge omstandigheden:
verschralen bezanden bezanden < 5 cm > 5 cm
+ zodebezanding
% leem (< 0,05 mm) < 5 < 10 < 10
% organische stof < 1 < 2 2 - 3 M50, mm 0,150 - 0,250 0,150 - 0,300 0,130 - 0,230
Ook wordt aangegeven volgens welk patroon de korrelgrootteverdeling mag verlopen (fig. 7).
Bij bezanding in een laagdikte van meer dan 5 cm wordt aan tamelijk fijn zand de voorkeur gegeven boven grof zand, men denke aan een M50-cij-fer van 190-210. Bij gebruik van grover zand wordt ter verbetering van de stabiliteit toevoeging van veencompost, tot een gehalte aan organische stof van 5% aanbevolen.
Stuurman (1970) vond onder droge omstandigheden bij woudzand (M50 = 139) een grotere stabiliteit en stevigheid dan bij rivierzand (M50 = 390).
Ook door Boekei werd de ervaring opgedaan dat bij aanbrengen van een laag zand met een M50-cijfer van ongeveer 170 bij afwezigheid van orga-nische stof en leem de stabiliteit onder droge omstandigheden wel iets te wensen kan overlaten, vooral wanneer weinig of geen gras aanwezig is. De moeilijkheden in dit opzicht worden groter naarmate het zand grover wordt.
Adams et al. (1971) bepaalden de stevigheid en de grip in het laborato-2 rium, waarbij zij een sonde met een dwarsdoorsnede van 0,4 cm op 1 cm
diepte door een zandmonster trokken en de daarvoor benodigde kracht be-paalden. Zij vonden daarbij dat de stevigheid en de grip duidelijk afne-men bij het grover worden van het zand (fig. 8 ) .
u. 10
!*o
: M
PJN ZAND GROF ZAND
UTTEB5T FUN
SO
ZEER MATI6
F3N FUM MAT I (3 GOOF Z E E R G R O F
-\ j
-DER DAM (OX < 9 0 « w , 3 0 - 2 3 0 ra« EN VORMEND OP DE 6 R E N S
-afiO I00O 1900 MOO ADO 3000 mu
Figuur 7. Aard en vorm van de sommâtie-curve van zandfracties waaruit zand voor dikke bezanding moet bestaan.
Figure 7. Nature and shape of the cumulation curve of sand to be used as
a cover on the topsoils of sports fields (left: fine sand3 right:
coarse sand).
Zij concludeerden daaruit dat het zand geen deeltjes grover dan 0,600 mm zou mogen bevatten, waarbij zij kennelijk een lage waarde als toelaatbaar aannemen.
Bij mengsels van matig fijn (0,130 - 0,180 mm) en grof (0,710 - 1,000 mm) zand vonden zij de grootste weerstand bij 50% van elk (fig. 9 ) . Menging van grof en fijn zand heeft dus duidelijk voordelen.
18
benodigde druk ing weight (g)
1000 r
0.200 0.400 0600 0 800 1.000 1.200 U00 1.600 deeltjesgrootte in mm
partiele diameter in mm
Figuur 8. Benodigde druk om een sonde met een dwarsdoorsnede van 0,4 cm op 1 cm diepte door verzadigd dicht zand te bewegen.
Figure 8. height ^required to move a probe with a cross-sectional area of
0.4 cm through compacted saturated sand.
Uit deze resultaten komt naar voren dat de rulheid van de toplaag, die zich vooral onder droge omstandigheden manifesteert, toeneemt wanneer het zand grover wordt en dan vooral optreedt bij een lage gradatie-index dus bij zand met uniforme korrelgrootte. De rulheid van grof zand kan worden ver-minderd door toevoeging van leem, organische stof en ook door fijner
zand. Het is echter nog onvoldoende bekend bij welke samenstelling de rulheid onder praktijkomstandigheden kan worden voorkomen.
4.2. Stevigheid onder natte omstandigheden
Adams et at. (1971 a) vonden dat het poriënvolume van verdicht zand la-ger was naarmate de gradatiegraad hola-ger werd. Een overeenkomstig resul-taat werd door Bingaman en Kohnke (1970) gevonden (fig. 10). Zij vonden vrijwel geen invloed van de fijnheid van het zand.
Een geringer poriënvolume betekent een hoger volumegewicht en dus een grotere dichtheid en dat betekent volgens de gegevens van Boekei (1978)
benodigde druk in g weight (g) 600 r 0 20 40 60 80 100 gew.% deeltjes 0.150- 0.180 mm particles 150-180jum (%wlw)
Figuur 9. Benodigde druk om een sonde met dwarsdoorsnede van 0,4 cm op
1 cm diepte door verzadigde dichte mengsels van zand t e bewegen.
Figure 9. Weight (gl required to move a probe with a cross sectional area
of 0.4 cm 1 cm through saturated compacted mixtures.
en Van Wijk en Beuving (1978) een grotere s t e v i g h e i d . Toch tekenen Adams
et al. (1971) daarbij aan dat zanden met een gradatie-index boven 6 kunnen
ontmengen doordat de f i j n e r e d e e l t j e s zich b i j een ongelijkmatige
verde-ling tussen de grovere kunnen v e r p l a a t s e n .
Verder werd door Boekei (1978) gevonden dat vooral ook de gehalten aan
humus en leem s t e r k bepalend z i j n voor de stevigheid van de toplaag.
De t o e l a a t b a r e gehalten hangen echter af van de ontwateringstoestand en
de dichtheid van de grond. Bij een goede ontwatering en een gemiddelde
dichtheid i s een gehalte aan organische stof van ongeveer 5% t o e l a a t b a a r .
Dit geldt voor een M50-cijfer van ongeveer 170.
Geconstateerd kan worden dat van de eigenschappen van het zand vooral
de g r a d a t i e - i n d e x , alsmede de verdere bijmengingen van humus en leem, van
invloed zullen zijn op de stevigheid onder n a t t e omstandigheden. Daarbij
zal vooral de betekenis van de gradatie-index nader moeten worden onderzocht.
20
poriënvolume (vol.%) total pore space 1% vlv) Ü0 30 20 10 1
oL_
1.0 i~~———. zand no 1 2 3 5 6 7 8 sandno-1 1.5 M 50 1.81 1 08 0.77 0.35 1 18 0.50 0.76 2 31 M PD (mm) i 3.0 _ _ 8 1 7.0 ~ B £ -I 10.0 q • — o 1 J 20.0 30.0 radatie-index gradation indexFiguur 10. Poriënvolume van verdicht zand in samenhang met de gradatie-index. De grote variatie in M50 toont aan dat de gradatie van veel meer belang voor het poriënvolume is dan de deeltjes-grootte (Bingaman en Kohnke, 1970).
Figure 10. Total pore space of compacted sands as a function of gradation. The great variety in mid-particle diameters (MPD) shows that gradation has a much greater effect on the total pore space than the actual size of particles of compacted sand.
4.3. Vochthoudendheid en aëratie
Boekel (1975) toonde aan dat uit een oogpunt van aëratie en vochthuishou-ding minder strenge eisen aan de korrelgrootte van het zand gesteld be-hoeven te worden naarmate het organische-stofgehalte hoger is (fig. 11). Naarmate er meer lutum aanwezig is zal het zand voor een goede aëratie grover moeten of mogen zijn.
gehalte aan org. stof %
org.matter content 0 % Iutum ( parti cles^2u%} 6 r
60 100 HO 180 220 260 300 340 380 5% lutum ronvoldoendg
aeratie /geschikte samenstelling £ Unsuffidentj adequate composition
aeration 2
-0
onvoldoende vochtvoorziening
_L
insufficient moisture supply
J i i i i 60 100 U 0 180 220 260 300 340 360 6 r 4 2 -10% lutum X ~T
z^
60 100 140 180 220 260 300 340 380 M-cijfer zand M-value sandFiguur 11. Uit een oogpunt van vochtvoorziening en a ë r a t i e geschikte
samenstelling van de grond b i j uiteenlopende gehalten aan
organische stof en lutum en uiteenlopende fijnheid (M50-cijfer)
van het zand (Boekei, 1975).
Figure 11. Composition of the soil in the toplayer, required for
suffi-cient moisture supply and good aeration.
Bingaman en Kohnke (1970) vonden een duidelijke invloed van de fijnheid
van uitgezeefd zand op de poriëndiameter en dus op het waterbindend v e r
-mogen ( f i g . 12).
Om b i j een vochtspanning van 80-100 cm nog wat water te kunnen
vasthou-den moet h e t zand erg f i j n zijn (MPD = 0,08 - 0,18 mm). Zand met een MPD
van 0,18 mm houdt alleen b i j een vochtspanning van minder dan 50 cm nog
veel water v a s t . Opvallend i s dat de gradatie-index b i j een hoge
22 poriënvolume (vol. % pore space (%, vlv) 50 r Q03 100 M50inmm tie index 006 0.10 50 30 015 0.20 0.30 ,0.80, poriëndiameter (mm) pore diameter (mm) 20 15 10 4 vochtspanning (cm) water Tension (cm)
Figuur 12. Poriëngrootteverdeling van zanden met een nauwe k o r r e l g r o o t t e
-verdeling b i j verschillende k o r r e l g r o o t t e . M50-cijfer en
gradatie-index zijn b i j iedere desorptie-curve aangegeven
(Bingaman en Kohnke, 1970).
Figure 12. Pore size distribution of well graded, angular sands of
different sizes. Mid-particle diameters and gradation indices
are indicated for each desorption curve.
Bij een lage vochtspanning wordt b i j een hoge indexwaarde zelfs veel
min-der water vastgehouden dan b i j een lage waarde. Dit i s een gevolg van het
geringere poriënvolume b i j een hoge g r a d a t i e - i n d e x . Wel vonden z i j een
duidelijke invloed van de poriëngrootte die samenhangt met de g r a d a t i e
-index, op de c a p i l l a i r e opstijging van water ( f i g . 14).
Grof zand met een hoge gradatie-index (punt 3) had een hogere c a p i l l a i r e
o p s t i j g i n g dan f i j n e r zand met een lage gradatie-index (punt 4) a l s
ge-volg van het v e r s c h i l in percentage fijne poriën.
In verband met de a ë r a t i e in de grond kan uniform zand moeilijkheden
geven. Volgens f i g . 12 lopen de curven b i j een geringe daling van de
vochtspanning s t e i l omhoog tot h e t niveau van het poriënvolume. Onder
n a t t e omstandigheden i s het luchtgehalte dan vrijwel n i h i l en zal de
zuurstofvoorziening in de grond zeer gering zijn. Bij zand met een hogere gradatiegraad is dit beter (fig. 13).
Er is dus al veel kennis over de vocht- en luchthuishouding van ver-schillende zanden aanwezig.
poriënvolume (vol. % ) pore space(%y/v) 0.03 100 4U 30 20 10 gradatie, index 1.38 / 10./.
L^^-^~ ~~25A~
- ^^/y
i i i i i i i 0.06 0.10 0.15 0.20 0.30 0.80 poriëndiameter (mm) pore diameter (mm) 50 30 20 15 10 U vochtspanning (cm) water tension (cm)Figuur 13. Poriëngrootteverdeling van zand met verschillende gradatie-index (Bingaman en Kohnke, 1970).
Figure 13. Pore size distribution of sands with different gradation
indices. Numerals indicate gradation indices.
4.4. Doorlatendheid voor waiter
De relatie tussen de korrelgrootte en de waterdoorlatendheid volgens Adams
et al. (1971 a) is weergegeven in fig. 15. Om aan de eis van 10 cm/uur te voldoen moeten de deeltjes groter zijn dan 0,100 mm. Dat is dus de bene-dengrens.
Bingaman en Kohnke (1970) vonden eveneens een invloed van de MPD, en daarnaast toch ook enige invloed van de gradatie-index, vooral bij het grovere zand (fig. 16, vergelijk 4 en 5 ) .
Een hogere gradatie-index betekent minder grove poriën en een lagere door-latendheid (vergelijk de punten 4 en 5 ) . Door de Rijksdienst voor de
24
max. diepte grondwaterpeil
depth of watertable 50 r 40 30 20 10 Zand no. 225 263 3.54 1.38 Grad, index 0.03 005 0.10 0.20 specifieke poriëndiameter (mm)(S.PD. 30)
specific pore diameter fmmJfS.P.D- 30 J
Figuur 14. Maximale diepte van de grondwaterstand voor een ononderbroken verdamping van 0,25 mm per uur bij verdicht zand met verschil-lende waarden van de specifieke poriëndiameter SPD30 (= ëndiameter waarbeneden in dit geval - SPD30 - 30% van de pori-ën ligt (Bingaman en Kohnke, 1970).
Figure 14. Maximum depth, to water table for a sustained evaporation rate
of 0.25 mm per hour from compacted sands with different
SPD values.
bruikbaarheid van twee zandsoorten (M50 = 150 en M50 = 200) op kleigrond, waarbij gesimuleerde bespeling werd uitgevoerd. Daarbij bleek dat velden met zand met een M50 = 150 in de meeste gevallen eerder wateroverlast
hadden dan velden met het grovere zand. Ook de dikte van de zandlaag speelde daarbij een rol. Het resultaat was goed bij de combinaties zand-dikte 4 cm M50 van 200 en zandzand-dikte 12 cm M50-cijfer 150. Deze uitkomsten zullen ongetwijfeld ook samenhangen met de door de bespelingssimulatie aangebrachte verdichting, maar daarover is niets bekend. De waterdoorla-tendheid wordt ongunstig beïnvloed door de aanwezigheid van slib- of leem-bestanddelen. Dat blijkt o.a. uit de resultaten van Fahmy (1961) die zand » van verschillende fijnheid kneedde met fijne klei-aggregaten en daarna de waterdoorlatendheid bepaalde (tabel I ) .
doorlatend vermogen voor water ( cm.uur-1) hydraulic conductivitylcm.hr-1) 100 30 10 Kluteen Wilkinson(1958) '/ Stokman (1969) auteurs 0.010 0.030 0.100 0.300 1>000 deeltjesgrootte in mm partiele diameter in mm F i g u u r 15. Samenhang t u s s e n gemiddelde d e e l t j e s g r o o t t e en d o o r l a t e n d v e r -mogen voor w a t e r van z a n d f r a c t i e s (volgens Adams et al., 1971). Figure 15. Relation between mean partiale diameter and hydraulic
conductivity of sand separates.
TABEL I . R e l a t i e t u s s e n w a t e r d o o r l a t e n d h e i d en k l e i g e h a l t e voor grove (U = 4 3 ) , m a t i g f i j n e (U = 120) en f i j n e (U = 205) zanden g e -kneed met f i j n e k l e i - a g g r e g a a t j e s (0 - 0 , 5 mm) v o l g e n s Fahmy,
1961.
TABLE I. Relation between saturated hydraulic conductivity and clay content for coarse (U 43), medium fine (U 120) and fine (U 205) sand kneaded with fine clay aggregates (0 to 0.5 mm).
U - c i j f e r M50 (+) Verzadigde w a t e r d o o r l a t e n d h e i d (m/etm.) voor de volgende k l e i g e h a l t e n g e e l t j e s <_2um)
(Saturated hydraulic conductivity (m-day ) for the following clay (< 2\wi) contents)
(U-figure)
43 120 205 M50 (mm) 0.250 0.105 0.070 0 17.0 2.1 1.12 1.4 6.5 0.44 0.28 2.8 2.7 0.14 0.06 5.6 0.19 0.05 0.0526
doorlatend vermogen voor water(cm.uur-1)
hydraulic conductivity (cm.hr-i)
250 r 200 -150 100 h 50 0.02 0.03 Q04 0.05 grote poriën index (mm)
large pore index (mm)
Figuur 16. Doorlatend vermogen voor water van verdichte zandgronden in samenhang met de grote-poriënindex (= product van specifieke poriëndiameter - SPD70 - en totale poriënvolume, Bingaman en Kohnke, 1970).
Figure 16. Hydraulic conductivity of compacted sands as related to large
pore index.
afnemen, vooral bij fijner zand al gauw tot waarden die niet meer vol-doende zijn. Bij niet al te fijn zand (M50 = 150) is zeker niet meer dan 7 - 8 % klei toelaatbaar.
Ook Koenigs (1964) vond een duidelijke invloed van het fijnere materi-aal, in dit geval de leemfractie (< 0,050 m m ) , op de doorlatendheid
(fig. 17). Uit de door hem verkregen resultaten kan worden geconcludeerd dat bij leemgehalten boven 15 à 20% de doorlatendheid te laag kan zijn.
Boekei (1978) vond geen aanwijzingen, ook niet bij een wat grotere dichtheid, dat een hoger gehalte aan organische stof de doorlatendheid ongunstig beïnvloedt.
Segeberg (1957) vond wel enige invloed (fig. 1 8 ) , maar hierbij moet worden opgemerkt dat dit doorlaatfactoren bij eenzelfde poriënvolume betrof. Bij een natuurlijk poriënvolume, dat groter wordt naarmate het humusgehalte toeneemt, is de invloed van de organische stof op de
doorlatendheid veel geringer. Wel kan de doorlatendheid van humushoudende gronden sterk afnemen door verdichting.
Over de relatie tussen waterdoorlatendheid en korrelgrootte is dus vrij veel bekend, maar ten aanzien van de betekenis van bijmengingen ontbreken ook hier de onder praktijkomstandigheden verkregen resultaten, waardoor bv. grenswaarden over toelaatbare hoeveelheden leem nog niet beschikbaar zijn.
doorlatend vermogen voor water (cm.dag-1
hydraulic conductivity (cm. day-1) 300 i-v .
A=droog samengedrukt met 1.5kg.cm-2
dry compressed with 1.5kg. cm-2 B=gekneed in verzadigde toestand
puddled while saturated C = als B, na doorvriezen bij - 5 °C
asB,after freezing at -5°C 100
-30 40 leemgehalte(< 0.05)
silt content % (<50jumJ
Figuur 17. Invloed van h e t leemgehalte ( < 0,050 cm) op de verzadigde doorlatendheid van matig f i j n zand (naar Koenigs 1964). Figure 17. Effect of silt ( < 50 \m) content on hydraulic conductivity
28
doorlatend vermogen voor w a t e r ( c m . d a g -r
hydraulic conductivity (cm. day-1)
300
E-100
30
10
J 2 3 4 5 6 gehalte aanorganische stof(%)organic matter content (%}
Figuur 18. De invloed van het gehalte aan organische stof op de doorla-tendheid van zanden met minder dan 1,5% klei (< 0,02 mm) en een poriënvolume van 50% (Segeberg 1957).
Figure 18. Influence of organic matter content on hydraulic conductivity
of sands with less than 1.5% clay and with a pore space of 50%
5. MEEST GEWENSTE EIGENSCHAPPEN VAN ZAND, REKENING HOUDEND MET DE INVLOED OP DE VERSCHILLENDE KWALITEITSASPECTEN
Uit het voorgaande is duidelijk geworden dat de verschillende eigen-schappen van de toplaag van grassportvelden in belangrijke mate samen-hangen met de kwaliteit van het daarin aanwezige of aangebrachte zand. De vraag die beantwoord zal moeten worden is welk zand het meest geschikt is of hoe bepaald zand geschikt gemaakt kan worden door bepaalde toevoe-gingen of mentoevoe-gingen voor gebruik op sportvelden, rekening houdend met de verschillende aspecten van de toplaag. Een moeilijkheid daarbij is dat de invloed van een bepaalde karakteristiek van het zand t.a.v. de ver-schillende toplaagaspecten niet in dezelfde richting werkt. Dat betekent dat naar een compromis zal moeten worden gezocht, waarbij de belangrijkste aspecten op aanvaardbare wijze worden gerealiseerd.
Bij aanbrengen van een toplaag van puur zand zou voor de stevigheid onder droge omstandigheden M50 laag moeten zijn (100 - 150), vooral wan-neer de gradatie-index laag is. Bij een wat hogere gradatie-index en ook bij aanwezigheid van leem of organische stof zou een hoger M50 cijfer toelaatbaar zijn. Voor de stevigheid onder natte omstandigheden is wat grover zand toelaatbaar en bij een hoger gehalte aan leem en organische stof zelfs gewenst. Een hogere gradatie-index lijkt ook hierbij gunstig i.v.m. de grotere dichtheid van de toplaag. Voor een goede vochthoudend-heid zou fijn zand nodig zijn (M50 = 80), voor een goede aëratie
daaren-tegen is grover zand gewenst. Uniform zand kan moeilijk aan beide aspec-ten tegemoet komen, zand met een hogere gradering wel en in die richting zou dan ook moeten worden gezocht, temeer daar het doorlatend vermogen voor water dan wel iets lager is, maar onder onze omstandigheden toch nog voldoende is om piasvorming te voorkomen. Het beste compromis lijkt
te liggen bij zand met een M50 van 150 - 200 met een gradatie-index boven de 3.
Bij aanwezigheid van humus en leem is grover zand en een lagere grada-tie-index gewenst. Aan de andere kant is bij toepassing van grof zand met een lage gradatie-index enig bindend materiaal in de vorm van leem of humus noodzakelijk.
30
Bij toplagen met een te hoog gehalte aan humus of leem zal bij zode-bezanding dan ook grover zand met een lage gradatie-index moeten worden gebruikt.
Gebruikswijze en onderhoud van het sportveld bepalen eveneens de ge-schiktheid van het zand. Op een weinig intensief bespeeld terrein met een goede grasmat is grover zand toelaatbaar dan op een intensief gebruikt veld waar de grasmat moeilijk of niet in stand is te houden, zoals op
trainingsvelden het geval is.
Het is duidelijk dat de in het voorgaande besproken literatuurgegevens in het algemeen wel een goede indruk geven over de richting waarin de
verschillende eigenschappen van zand op de fysische karakteristieken van de toplaag werken, maar in de meeste gevallen niet voldoende informatie geven over de grootte van de invloed onder praktijkomstandigheden. De meest gewenste samenstelling kan daarom ook niet uit de gegevens worden vastgesteld. Daarbij zullen trouwens ook de gebruiksomstandigheden van het sportveld en de weersgesteldheid in beschouwing moeten worden genomen.
Verder is de indruk verkregen dat de tot nu toe gehanteerde normen t.a.v. fijnheid en uniformiteit niet helemaal voldoen en dat er ook aan-vulling nodig is wat betreft het geschikt maken van zand door menging met
6. KARAKTERISTIEKEN VAN ENKELE ZANDEN EN TOPLAAGGRONDEN IN NEDERLAND
In de loop der jaren is door diverse instellingen (NSF, KNHM, Grontmij, IB) de fractieverdeling van zand van verschillende win- en opslagplaatsen bepaald. Een overzicht van de resultaten is gegeven in tabel II en III, waarbij de gehalten aan humus en leem ( < 0,05 mm), de fractieverdeling van het zand, het M50 cijfer en de gradatie-index D90/D10 zijn vermeld.
TABEL I I . Samenstelling van zanden, verschillend van aard en herkomst (IB, Grontnij en K N H M ) .
TABLE II. Composition of Banda üith different natures and origins.
Aard o f h e r k o m s t z a n d Dulnzand R i v i e r z a n d B l o k z i j l zand Z u l d l a r e n 1 2 3 Kropswol de Eel de S m i l d e Roden W i n s c h o t e n 1 2 K l a z l e n a v e e n Onstwedde 1 2 G i e t e n / G a s s e l t e Mldwolda 1 2 D r a c h t e n Kolham 1 " 2 Heegermeer S t a d s k a n a a l B e l l i n g w o l d e Meeden/Scheemda G a s s e l t e r m ' j v e e n Humus g e h . -0,2 0,2 0,4 0,8 -0,8 1,2 1,5 0,6 1,0 0,6 -. 0,4 -0,8 Leem g e h . 1,4 0,1 20,3 1,1 1,1 0 5,5 5,4 7,2 0,4 6,7 7,5 5,6 2,2 4,2 12,3 3,1 2,0 3,8 5,8 3,6 1,8 6,2 1,8 1,2 10,1
Fractieverdeling 1n % van de hoeveelheid > 0,05
0,05 -0,075 2,2 0,1 80,2 2,8 0,5 0 6,2 7,7 13,2 0,1 5,3 5,6 7,4 1,1 3,8 12,2 5,9 3,8 3,0 7,2 6,0 1,8 8,4 4,2 1,6 11,6 0,075 -0,09 of 0, * 8,1 0,1 7,4 4,6 0,5 * 1,1 19,9 19,3 37,6 0,6 7,9 8,6 7,6 4,3 9,6 7,2 15,2 9,0 6,8 20,2 13,4 5,2 16,8 11,8 6,0 8,2 . 0,09 of 0,105 ,105 0J50 19,0 0,5 3.1 13,8 3,1 2,2 30,5 23,9 38,2 1,3 41,5 40,3 36,0 28,6 44,0 30,3 29,0 31,0 21,4 33,4 39,6 29,0 33,8 35,2 31,6 33,0 0,150 • 0,210 37,2 4,1 3,9 35,1 11,2 4,4 26,4 28,1 8,9 23,3 22,1 24,0 25,1 25,9 26,7 21,6 29,6 34,1 31,6 26,0 27,6 37,8 24,4 30,8 42,0 21,2 mm • 0,210 -0,300 28,0 24,0 3,4 32,0 44,1 22,2 11,8 15,8 1,6 51,3 11,5 10,0 14,4 22,3 8,2 12,8 10,4 12,1 17,2 4,4 5,8 18,8 6,6 7,8 12,4 10,8 0,300 -0,420 4,4 25,8 1,0 8,9 13,0 12,2 2,8 2,6 1,2 16,9 3,1 2,5 2,5 9,3 1,8 2,7 4,8 5,0 8,8 1,8 1,6 3,8 2,0 5,4 3,8 2,0 0,420 -0,600 1,0 23,5 0,6 2,8 18,0 24,4 1,0 1,6 0 4,9 1,2 0,8 0,9 4,2 1,0 0,6 1,1 1,9 4,0 0,6 0,6 1,2 0,6 1,6 1,0 0,7 0,600 -1,400 0.4 17,1 0,4 0,6 7,5 22,2 1,0 0,4 0 1.4 0,5 0,3 0,5 1,8 0,5 0,2 0,8 1,0 2,4 0,4 0,8 0,6 1,2 1,0 0,2 0,6 ' >1,400 0,1 2,2 0 0 2,1 11.1 0,3 0,1 0 0,2 0,1 0,2 0 0,3 0.2 0,1 0,1 0,1 1,0 0,2 1,0 0,0 0,0 0,4 0,2 0,9 M50 In 1/1000 im 182 400 62 199 300 515 136 143 104 252 135 130 142 175 130 125 147 159 170 132 126 170 134 147 165 125 090/ D10 3,0 2.7 2,8 2,9 4,4 5,4 3,1 3,5 2.3 2,4 2,8 2,8 3,0 3,6 2,8 4,0 3.4 3,3 4,2 2,5 2,6 3,0 2,8 3,4 2,8 3,6
Uit dat overzicht blijkt een grote verscheidenheid van zand, uiteenlopend in korrelgrootte, waarbij elk zand in het algemeen vrij uniform is. Volgens de NSF-normen zouden er slechts enkele van deze serie geschikt zijn voor gebruik op grassportvelden. Door menging van enkele zanden bv. van Eelde en Roden, waarvan de één te fijn en de ander te grof is zou een redelijk
32
goed resultaat kunnen worden verkregen, met een M50 van ongeveer 200 en een gradatie-index van ongeveer 3,5. Het lijkt de moeite waard om het effect van menging op dichtheid en stevigheid eens nader te onderzoeken.
TABEL I I I . Samenstelling van zanden, verschillend van aard en herkomst (NSF).
TABLE III. Composition of sands \ùith different natures origins.
Aard of herkomst zand NSF L9358 L9375 L9393 L9394 L9395 L9396 L9397 L9398 L9497 Humus -geh. 0,6 0,6 0,7 1.1 0,6 0 0,7 1,2 0,3 Leem-geh. 2 3 1 2 1 1 2 3 1 Fractieverdeling in ' 0,05 -0,105 1 2 2 13 12 2 11 11 7 0,105 -0,150 3 7 6 24 21 13 19 19 11 I van de 0,150 0,210 10 14 13 21 20 22 18 12 50 hoeveelheid > ( 0,210 -0,350 63 47 54 38 43 23 45 51 22 1,05 mm 0,360 -0,600 20 21 22 2 3 36 4 4 5 0,600 -1,000 1 4 2 0 0 3 1 0 3 1, 2, 0 2 0 0 0 0 0 0 1 000 -000 > 2,000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M50 260 280 280 180 200 290 210 220 190 090/ D10 2.5 3,1 3.3 3,6 3,4 4.2 3.2 3,4 3,0
Ook van een aantal grassportvelden werd de samenstelling van de toplaag, waarbij de fractieverdeling van het zand, bepaald. In de meeste gevallen
zijn hier de gehalten aan humus en leem hoger dan bij het zand van de
winplaatsen, vermoedelijk als gevolg van menging met de oorspronkelijke bovengrond. De M50 cijfers lopen sterk uiteen, waarbij opvalt dat in vele gevallen die waarden vrij laag zijn. En die fijnzandigheid gaat vaak samen met een hoog leemgehalte (fig. 19), wat voor de eigenschappen van de toplaag niet zo gunstig lijkt.
Ook zijn een groot aantal gegevens over de samenstelling van de toplaag verzameld bij het door Boekei verrichte onderzoek op sportvelden in Haren en Groningen. Voor de uitersten zijn de sommatiecurven met de bij-behorende gradatie-indices weergegeven in fig. 20. Daaruit blijkt dat de meeste M50 cijfers liggen tussen de 0,140 en 0,170 mm en de
gradatie-indices om en nabij de 3| à 4. In de omgeving van Haren en Groningen
leemgehalte
silt content (partie les -^50 pm)
3 0 r • grassportvelden x oorspr. zand 20 10 * ' • 100 200 300 LQO M 50-cijfer mean particle diam. Ijjm)
Figuur 19. Combinatie van leemgehalte en M50 cijfer van zanden en toplagen van sportvelden in Haren en Groningen.
Figure 19. Combination of silt content and mean particle diameter of
sands and toplayers of sports fields in Haren and Groningen.
100 80 60 40 20 n f i j n zand fine sand u i t e r s t fijn » ~ z e e r f i j n matig f i j n M135JD90/D10=3.4/ /* ~M160.D90/D10 = 3 6 . / - ^ ^^"^ ^'' i ' " ' '7 ' / s / / / /
/ /
/ /
/
/ / grof zand coarse sand m a t i g grof ^*s •'' A / / / s* zeer grof _ ^ - — • ^ ^ 1 9 0 , 0 9 0 / 0 1 0 = 4 2 0 50 0.075 0.105 0.150 0 210 0.300 0.420 0600 0 850 1200 1700 2.000 micronFiguur 20. Uitersten van leem- en zandfracties in de toplaag van sport-velden in Haren en Groningen.
Figure 20. Extreme amounts and size distribution of sands in the toplayer
of sports fields in Haren and Groningen.
34
7. SAMENVATTING EN CONCLUSIES BETREFFENDE NOG GEWENST ONDERZOEK OVER DE BRUIKBAARHEID VAN ZAND VOOR TOPLAAGVERBETERING
Het beschreven literatuuronderzoek leert dat het gebruik van zand, niet alleen in ons land, maar ook elders een belangrijk element vormt bij de aanleg en het onderhoud van grassportvelden.
De eigenschappen van zand kunnen echter zeer uiteenlopen. Daardoor zal ook het effect zeer verschillend kunnen zijn. Belangrijk daarbij is het goed karakteriseren van het zand. Daarvoor zijn er enkele methoden -bepaling van M50 en gradatie-index - die geen problemen opleveren. Er worden ook methoden voor bepaling van de ruimtelijke opbouw van het zand -volumegewicht, poriënvolume, volume grote en kleine poriën - beschreven, waarbij het resultaat nogal sterk afhangt van de voorbehandeling. Stan-darisatie en afstemming daarvan op de situatie op het veld wat samendruk-king betreft zal moeten plaatsvinden.
Over de invloed van verschillende soorten zand - uiteenlopend in korrel-grootte en gradatie - op de voor de toplaag belangrijke eigenschappen als stevigheid en waterdoorlatendheid, die voor bespeling belangrijk zijn, en vochthoudendheid en aëratietoestand, die bij de grasgroei een rol spelen,
zijn wel wat gegevens bekend, maar niet voldoende om tot een betrouwbare uitspraak over het meest geschikte zand te komen. Ook op dit terrein zal nog onderzoek nodig zijn, waarbij eveneens aansluiting bij de situatie op normaal gebruikte grassportvelden moet worden gezocht.
Veel van het in ons land beschikbare zand voldoet niet aan de tot nu toe door de NSF gehanteerde normen. Toch worden vele met redelijk succes ge-bruikt, hetgeen kennelijk betekent dat de normen aanpassing behoeven. Ook de literatuurgegevens wijzen in die richting. Ook dit zal nader moeten worden uitgezocht.
Een ander punt is dat zand meestal niet schoon in de toplaag wordt aan-gebracht of aanwezig blijft, maar direct bij aanleg langs mechanische weg of later door biologische aktiviteit met ander materiaal vermengd wordt. In een dergelijke situatie zullen andere eisen aan het zand moeten worden gesteld. Vaak zal menging nodig zijn wanneer zand wordt gebruikt dat niet aan de normen voldoet. Hoe echter de voor een sportveld belangrijke eigen-schappen veranderen door vermenging met andere materialen zal eveneens moe-ten worden nagegaan.
8. SUMMARY AND CONCLUSIONS CONCERNING RESEARCH STILL REQUIRED
This review of literature shows that the use of sand plays a very important part in construction, maintenance and improvement of sports fields.
The properties of sands used for this purpose differ greatly, resulting in different effects on the properties of the toplayer. The possibility of making a good characterisation of sands is therefore important. Some methods - determination of the mean particle diameter and the gradation index - present no problems. Other methods, like determination of the spatial arrangement bulk density, pore space, pore size distribution -are more difficult because the results depend on the pretreatment of the samples. Standarisation and correlation to the situation in the field should be carried out.
Insufficient information is available about the effect of different types of sand - varying in size and gradation of the particles - on the
properties of the topsoil like stability and water permeability (important for the playability of the field) and water content and aeration (impor-tant for grass growth), to formulate guidelines for the suitability of sands. More research is therefore needed. This research must be carried out under circumstances corresponding with the situation on normally used sports fields.
Most sands available in the Netherlands do not meet the standards set by the Netherlands Sports Federation. Nevertheless, some are used succes-fully. Therefore, the current standards need some modification. Data from the literature also point into that direction. More research into this matter is needed.
Sand added to the toplayer does not always remain clean, but it will be mixed with other material, mechanically during the construction of the
sportsfield or biologically at a later stage. In some situations, suitable sand is not available. In such cases, mixing with other materials might offer a solution. More research is also required in this area.
36
9. LITERATUUR (GECITEERD EN GERAADPLEEGD)
Adams, W.A., 1976. The effect of fine sand fractions on the hydraulic conductivity of compacted sand/soil mixes used for sportsturf root zones. Rasen 4/76: 92-94.
Adams, W.A., Stewart, V.l. and Thornton, D.J., 1971. The assessment of sands suitable for use in sportsfields. J. Sports Turf Res. Inst. 47: 77-85.
Adams, W.A., Stewart, V.l. and Thornton, D.J., 1971 a. The construction and drainage of sportsfields for winter games in Britain. Welsh Soil Disc. Grp. Rpt. No. 12: 85-95.
Beier, H.E., 1975. Bodemmechanische Prüfungsmöglichkeiten der Material-und Bauqualität bei Spiel- Material-und Sportflächen. Rasen 4/75: 129-137.
Bingaman, E. and Kohnke, H., 1970. Evaluating sands for athletic turf. Agron. J. 62: 464-468.
Boekel, P., 1972. Onderzoek naar de stevigheid van de toplaag van de sportvelden in de gemeente Haren in de winter 1970/71. Inst. Bodem-vruchtbaarheid, Rapp. 4-72, 49 pp.
Boekel, P., 1975. Het fysisch milieu van grasvelden voor recreatief ge-bruik en de doeleinden van grondverbetering. In: Grasveldkunde (ed. Hoogerkamp, M., Minderhoud, J.W.) Pudoc, Wageningen 1975: 71-91. Boekel, P., 1978. De stevigheid van de toplaag van sportvelden in de
herfst en winter. Inst. Bodemvruchtbaarheid, Rapp. 17-78, 43 pp. Boekel, P., 1979. Verbetering van de stevigheid van grassportvelden,
Landbouwkd. Tijdschrift/Pt 91: 92-98.
Boekel, P., 1980. Some physical aspects of turfs. Proc. of the 3 Int. Turfgrass Research Conference, Munich 1977: 437-443.
Brown, K.W. and Dubble, R.L., 1975. Physical characteristics of soil mixtures used for golfgreen construction. Agron. J. 67: 647-652. Daniel, W.H., 1969. Vertical drainage for compacted turf areas. J. Sports
Turf. Res. Inst. 45: 49-54.
Daniel, W.H., 1970. Ten ways to construct root zones for turf areas. Rasen 4/70: 106-107.
Daniel, W.H., 1978. Nine ways to construct root zones for turf areas. Midwest Turf Leaflet no. 39.
Deutsche Normen 197J. Sportplätze, Rasenflächen, Anforderungen, Prüfung, Pflege. DIN 18035 Blatt 4. Entwurf Dezember 1971.
Dolveck, J., 1977. Le comportement des pelouses de sport. Rev. Hortic. 176: 29-38.
Elliot, J.B., 1971. Preliminary studies on sand amelioration of soil under Sports Turf used in winter. J. Sports Turf Res. Inst. 47: 66-76. Fahmy, M.I., 1961. The influence of clay particles on the hydraulic
conductivity of sandy soils. Thesis, Pudoc Wageningen.
Horn, G.C., 1969. Modification of sandy soils. Proc. First Int. Turfgrass Res. Conf.: 151-158.
Jong, K.G. de, 1979. Het zanddikte-proefveld R45 1970-1976 - opzet, uit-voering, verzamelgegevens - ten behoeve van sportveldenonderzoek, Rijks-dienst IJsselmeerpolders, Lelystad, Rapp. 21 Abw.
Koenigs, F.F.R., 1964. Vochtgehalte bij de bewerking en de doorlatendheid van zandgronden. Tijdschr. Kon. Ned. Heidemij 75: 617-627.
Loos, P., Segeren, W.A. en Voortman, B., 1967. Inrichting, aanleg en onderhoud van sportvelden in de IJsselmeerpolders. Flevo Ber. 53. Petersen, M. , 1973. Construction of sportgrounds based on physical soil
characteristics. Proc. 2nd Int. Turfgrass Res. Conf.: 270-276.
Petersen, M. , 1978. Technisch oder biologisch-technisch aufgebaute Rasen-sportplätze. X Int. Rasenkolloquium, Giessen, september 1978.
Riem Vis, F., 1975. De organische-stofhuishouding van grassportvelden. Inst. Bodemvruchtbaarheid, Rapp. 3-75, 26 pp.
Segeberg, H., 1957. Bodenphysikalische Untersuchungen über den Wasser-hausshalt einiger Sandmischkulturen. Z. Pflanzenernähr. Düng. Bodenkd.
79: 50-62.
Segeren, W.A. en Sprokholt, W., 1968. De waterhuishouding van kampeer-terreinen. Cultuurt. Tijdschr. 8, 2: 45-60.
Skirde, W., 1971. Verbesserung von Rasentragschichten beim Bau von Rasen-sportplätzen. Rasen 3/71: 80-83.
Skirde, W., 1973. Bodenmodifikation für Rasensportflächen. Rasen 2/73: 21-24.
Skirde, W., 1973. Soil modification for athletic fields. Proc. 2nd Int. Turfgrass Res. Conf. ASA, CSSA, Madison, 1974: 261-269.
38
Skirde, W., 1976. Bodenphysikalische und vegetationstechnische Unter-suchungen an Sanden. Rasen 2/76: 36-42.
Stakman, W.P., 1969. The relation between particle size, pore size and hydraulic conductivity of sand separates. Water in the unsaturated zone. Symp. 1966, Proc. Unesco/IASH: 373-384.
Stuurman, F.J., 1970. Dikke bezanding van grassportvelden: Berging van water en doorlatendheid van de toplaag. Tijdschr. Kon. Ned. Heidemij 3: 70-75.
Stuurman, F.J., 1971. Dikke bezanding van sportvelden. De soort zand en de stabiliteit van de bovenlaag. Cultuurt. Tijdschr. 11.1: 28-38. Swartz, W.E. and Kardos, L.T., 1963. Effects of compaction on physical
properties of sand-soil-peat mixtures at various moisture contents. Agron. J. 55: 7-10.
Werkgroep zand voor sportvelden, 1972. Beknopt verslag over het rapport van de werkgroep zand voor sportvelden. Techn. Med. NSF nr. 7, juli
1972: 1-5.
Wilson, C G . , 1968. The correct sand for putting greens. USGA Green Section Record., sept.
Wijk, A.L.M van, 1973. De extra bezandingsdikte nodig voor tijdelijke berging van water in de toplaag van sport- en recreatieterreinen. Cultuurt. Tijdschr. 13.3: 120-133.
Wijk, A.L.M, van, and Beuving, J., 1975. Relation between playability and some soil physical aspects of the toplayer of grass sportsfields. Rasen 3/75: 77-83.
Wijk, A.L.M, van, Verhagen, W.B., and Beuving, J., 1977. Grass sports-fields: toplayer compaction and soil aeration. Rasen 2/77: 8-47. Wijk, A.L.M, van, and Beuving, J., 1978. Relation between soil strength,
bulk density and soil water pressure head of sandy toplayers of grass sportsfields. Z. Vegetationstechnik 1. 2: 53-58.
