Drijfzand

Drijfzand is een bijzonder grondmechanisch fenomeen. Het ziet er van boven uit als zand, maar als je er op gaat staan zak je er in weg en kun je er niet of maar met moeite weer uitkomen. Drijfzand is losgepakt, waterverzadigd zand.
Losgepakt betekent dat er veel ruimte tussen de korrels zit. Als je zand (of suiker, of rijst, of macaroni) in een potje schenkt liggen al die korrels natuurlijk wel op elkaar, maar ze zijn niet erg efficient op elklaar gestapeld. Dat merk je door tegen het potje te tikken: je zit het oppervlak dan wel 10 of 20% van de hoogte naar beneden zakken. Als je lang en vaak tikt wordt de pakking steeds dichter.
Waterverzadigd betekent dat alle vrije ruimte tussen de zandkorrels is opgevuld met water. Als je tegen zo'n potje zand aantikt gaan de korrels ook schuiven, maar doordat het water niet zo snel weg kan stromen tussen de korrels door, blijvende korrels even zweven en krijg je een soort dikke vloeistof. Hetzelfde kun je hebben bij opgespoten zand. Dat zand is met veel water door een buis gepompt en het kan een hele tijd duren voor het water tussen de korrels van het zand is weggstroomd. Als je op zo'n zandlichaam gaat staan is het effect hetzelfde als met het tikken tegen het potje: de korrels gaan schuiven, het zand verliest zijn stevigheid en je zakt er een eind in weg.
Ook in de natuur komt drijfzand voor. In dat geval is er een natuurlijke grondwaterstroming die van onderen door het zand omhoogkomt (een bron). In Nederland is er in elk geval één plek waar het voorkomt, op de Vliehors, de zandplaat aan de zuidwestelijke kant van Vlieland.

Drijfzand op de Vliehors (1997)

Een thuisproef met drijfzand

Wat heb je nodig?

• twee (plastic) frisdrankflessen zonder bodem (eruitknippen of -snijden)
• 50 cm tuinslang
• (watervast) plakband
• schoon zand, genoeg om één fles te vullen
• emmer
• wat grind
• een vaatdoekje
• een vol klein flesje fris, of een ander zwaar voorwerp

Voorbereiding:

1. Maak de uiteinden van de slang met plakband zo dik dat ze goed klem zitten als je ze in de halzen van de flessen steekt. Doe er eventueel nog wat plakband omheen om het zo goed mogelijk waterdicht te maken.
2. Maak een flinke schep zand schoon door het te spoelen in een emmer met veel water. Spoel net zolang tot alle stof en vuil eruit zijn. Als je het zand niet van tevoren spoelt, wil het water er bijna niet doorheen.
3. Nu moet degene die je helpt de flessen vasthouden met de slang naar beneden. De slang hangt in een U-bocht onder de twee flessen.
4. In een fles doe je een laagje grind (tot bet brede deel van de fles) en daarbovenop leg je een aanrechtdoekje zó, dat er geen zand langs kan. Dit is belangrijk want als het zand in de slang komt raakt hij verstopt. Vul de rest van de fles tot bovenaan met het gewassen zand (niet aanstampen).

Nu beginnen de proeven:
Houd de lege fles (zonder zand) lager dan de fles met zand, en giet hem vol water. Breng deze waterfles vervolgens voorzichtig omhoog. Je ziet het water in de andere fles door het zand omhoog komen en het zand borrelt alsof het kookt. Als het water 1 centimeter boven het zand staat, houd dan beide flessen stil en zo hoog dat het niveau ongeveer 1 centimeter boven het zand blijft staan. Het zand bezinkt maar houdt een losse pakking. Beweeg nu de waterfles iets naar beneden zodat het water weer zakt en het zand net droogvalt.

1. Zet het flesje als een torentje op het zand. Til de waterfles iets op, zodat het water boven bet zand komt. Zo gauw bet water bovenkomt zie je het flesje (de toren!) wegzakken. Het zand verliest zijn stevigheid (draagkracht) zo gauw het onder water komt. Dat is nou drijfzand! Haal het flesje er nu eerst weer uit en begin weer bij bet begin.
2. Zet het flesje als een torentje op het zand. Geef met een liniaal of een hamertje een scberpe tik tegen de zijkant van de zandfles. Je ziet bet flesje wegzakken en er komt even een waterlaagje boven bet oppervlak dat direct weer wegzakt. Wat er gebeurt is dat de korrels van het zand, die heel los op elkaar liggen, iets verschuiven. Het water kan niet zo snel weg en het zand wordt een dikke vloeistof en verliest heel even zijn draagkracht (zie proefje 1). De toren zakt een eindje in het zand. Hetzelfde verschijnsel in het groot gebeurde bij een aardbeving in Japan in 1998. Er zakte toen een compleet flatgebouw onbeschadigd schuin de grond in.