Cementatie

De tekst op deze pagina is grotendeels overgenomen uit par. 3.3.1 uit [RWS, 2012].

Cementatie is een proces waardoor de poriën in een (zand)bodem opgevuld raken door de neerslag van mineralen. Het gevolg is dat de losse deeltjes waaruit de bodem bestaat aan elkaar gekit raken tot aggregaten, wat de bodem consolideert en de stabiliteit ervan bevordert. Cementatiebindingen vormen zich meestal pas na verloop van uren tot soms jaren. Cementatie veroorzaakt bindingen, waardoor de grond stevig tot hard wordt. Ook wortels hebben een positieve invloed op cementatie.

De verbindingen zijn echter weinig flexibel en worden daardoor bij grotere vervormingen verbroken. Cementatie is daarmee één van de soorten bindingen die zorgt voor de vorming van aggregaten. Dit type binding komt tot stand door fysisch-chemische processen (zuigspanning, polaire effecten, ijzerverbindingen) en door biologische activiteit (plantenwortels, schimmels, bodemfauna). Bij erosie-experimenten met graszoden van dijken
werden in lagen met een hoge doorworteling fijne aggregaten aangetroffen, terwijl lagen met een lage worteldichtheid gekenmerkt werden door een structuur van grote, mechanisch sterke aggregaten. Bij golfoverslagproeven op de Vechtdijk, een volledige zanddijk nabij Zwolle, is gebleken dat de zwakke bindingen die de zandkorrels in de sterk doorwortelde toplaag bij elkaar hield, voldoende waren om zeer grote golfoverslagvolumes te weerstaan.
Ook toen de zode zelf was verwijderd en het restant van de toplaag werd blootgesteld aan de overslaande golven bleek de bekleding nog erosiebestendig. Onder de sterk doorwortelde toplaag bestond de dijk uit los zand.

De stabiliteit van aggregaten is positief gecorreleerd aan de lengte en het gewicht van wortels. Wortelharen binden de zich ontwikkelende wortels aan bodemdeeltjes. Naast de wortels en wortelharen zelf hebben worteluitscheidingen (exudaten) een cementerende werking. De oplosbaarheid van exudaten in water (van belang bij infiltratie van bijvoorbeeld overslaand water op binnentaluds van dijken en bij langdurige hoogwaters op buitentaluds van rivierdijken) lijkt variabel en afhankelijk van de uitgescheiden verbinding. Hierover is verder nog weinig bekend. Ook schimmeldraden dragen bij aan de vorming en stevigheid van aggregaten. De stabiliteit van een kleibodem zal laag zijn in afwezigheid van wortels of bij lage worteldichtheid, ook al bestaat de bovengrond uit grote aggregaten of is de structuur fijn.

Voor het bepalen van de mate van cementatie van dijkgraslanden bestaat vooralsnog geen praktische meetmethode.
De mate van cementatie is afhankelijk van onder andere de vruchtbaarheidstoestand van de bodem, de omvang van de wortelzone, de mate waarin schimmels aanwezig zijn, de textuur (grove korrels zijn lastiger te cementeren) en compactie van de bodem (porositeit).