Natuurlijke verwerkingstechnieken voor baggerspecie, Uitgangspunten bij ontwerp van fysische rijping voor baggerspecie
Fysische rijping is een onomkeerbaar proces dat voornamelijk bestaat uit een afname van het watergehalte en aëratie van het sediment. Als gevolg van deze processen treedt krimp (volumereductie) van het sediment op zowel in horizontale als in verticale richting. De verticale krimp komt tot uiting in inklinking; de horizontale krimp blijkt uit het ontstaan van verticale scheuren. Het proces van inklinking heeft geen directe invloed op het rijpingsproces, maar is wel belangrijk voor het inzicht in de uiteindelijke hoeveelheid materiaal die moet worden afgevoerd. Er is veel ervaring opgedaan met de inklinking van sedimenten tijdens het droogvallen van de IJsselmeerpolders. De scheurvorming begint in de bovenlagen en zet zich in steeds langzamer tempo naar beneden voort. Het proces van scheurvorming beïnvloedt, in tegenstelling tot inklinking, direct het proces van rijping door het verbeteren van de ontwateringsmogelijkheden en toetreding van zuurstof in, en in de omgeving van, de scheuren.
Een maat voor de fysische rijping is de rijpingsfactor n. De rijpingsgraad van sediment wordt niet alleen bepaald door het watergehalte, maar is ook afhankelijk van het lutumgehalte en het organische stofgehalte. Deze parameters zijn in de formule voor de rijpingsfactor verwerkt. De rijpingsfactor wordt als volgt gedefinieerd:
n = (A-p(100-L-H)) / (L+bH)
waarin:
A: waterpercentage (massapercentage ten opzichte van droge stof);
L: lutumpercentage (massapercentage ten opzichte van droge stof);
H: organische stofpercentage (massapercentage ten opzichte van droge stof);
n: rijpingsfactor;
b: de verhouding tussen het waterbindend vermogen van een bepaalde gewichtshoeveelheid organische stof tot dat van eenzelfde hoeveelheid lutum;
p: het aantal grammen vocht, gebonden aan 1 gram niet-colloïdaal materiaal (d.w.z. droge grond minus lutum en organische stof).
De constanten b en p zijn afhankelijk van het type baggerspecie. Hiervoor kunnen de in de praktijk bepaalde waarden worden aangehouden (zie eerste tabel hieronder). Op basis van de waarde van de rijpingsfactor kan worden vastgesteld of een sediment al dan niet gerijpt is (zie tweede tabel hieronder ).
Tabel: Waarden voor constanten b en p in rijpingsformule
|
Type baggerspecie |
b-waarde |
p-waarde |
|
Zandig |
3 |
0,15 |
|
Kleiig |
3 |
0,20 |
|
Venig |
4 |
0,20 |
Tabel: Classificatie voor rijpende sedimenten op basis van rijpingsfactor
|
Rijpings factor n |
Aanduiding |
Beschrijving van de consistentie; knijpgraden |
|
< 0,7 |
gerijpt |
stijf, kleeft niet aan de handen en kan niet tussen de vingers doorgeperst worden |
|
0,7 1,0 |
vrijwel gerijpt |
tamelijk stijf, kleeft enigszins aan de handen en kan niet gemakkelijk tussen de vingers doorgeperst worden |
|
1,0 1,4 |
half gerijpt |
tamelijk slap, kleeft aan de handen en kan gemakkelijk tussen de vingers doorgeperst worden |
|
1,4 2,0 |
vrijwel ongerijpt |
slap, kleeft sterk aan de handen en kan zeer gemakkelijk tussen de vingers doorgeperst worden |
|
> 2,0 |
ongerijpt |
zeer slap, loopt vrijwel tussen de vingers door |
Voor aanvullende informatie over de factoren die van invloed zijn op het fysische rijpingsproces: zoek ook op rijping en hydrologische factoren of rijping en fysische samenstelling (=zoekadvies).