Zink
UDC691.75
Zinc
RVblad 01-1 1
Zink en zinken dakbedekkingen
Zinc and roofcladdings of zinc
H.Janse Hoewel bladzink reeds sedert 1818 in Nederland voor dakbedekkingen gebruikt wordt2, zijn er nog steeds
zeer tegenstrijdige meningen omtrent de juiste wijze van toepassing, de bestendigheid tegen corrosie en de architectonische waarde ervan in omloop. Zink geldt in de Nederlandse monumentenzorg nog steeds als een minderwaardig materiaal. Het bepaalt echter een groot gedeelte van het aanzien van de architectuur uit de 19de en de vroege 20ste eeuw, met name van de neoclassicistische gebouwen met een geringe dakhelling. Men heeft zich echter van het begin af rekenschap gegeven van de problemen, die zink kan geven wegens de soms niet zo grote weerstand tegen corrosie. De nog aanwezige voorbeelden van zinken dakbedekkingen van tachtig tot honderd jaar oud logenstraffen echter een generaliserende afwijzing van het materiaal. Moderne fabricagemethoden en nieuwe samenstellingen geven het zink nieuwe mogelijkheden. Kort historisch overzicht Het vervaardigen van zink vond voor het eerst in het verre Oosten plaats, voornamelijk door de Chinezen. Het door hen geproduceerde metaal was echter zeer onzuiver en bevatte een hoog gehalte aan lood. Het Chinese zink werd sedert de 16de eeuw in Europa ingevoerd, waar het toen uitsluitend werd gebruikt voor de vervaardiging van geel koper of messing. In Engeland kwam een zinkindustrie in de 18de eeuw tot ontwikkeling. Al sedert de middeleeuwen werd uit onzuivere ertsen uit de streek ten zuidwesten van Aken in het dorp Kelmis (La Calamin) de ertsgroeve Altenberg (La Vieille Montagne) in het tegenwoordige België materiaal gewonnen, RDMZ RVI 988/12-25
kalamine of galmei genaamd, dat eveneens gebruikt werd bij de vervaardiging van messing. De Geul, die door Zuid-Limburg
stroomt, neemt in haar water opgelost zink mee uit haar brongebied bij Gemmenich. Er groeit in de weiden langs de oevers bij Epen zelfs een plant, die sporen zink nodig heeft, het Zinkviooltje. In dit gebied begon in het begin van de 19de eeuw de winning van erts voor de productie van bladzink. In 1806 kreeg de Luikse scheikundige Abbé Jean Jacques Dony van de Franse regering een concessie voor de ontginning van de groeve Vieille Montagne. Het op zijn naam staande proces om uit erts zink te winnen werd in 1809 toegepast in de fabriek in Saint Léonard, een voorstad van Luik. In 1813 verbond Dony zich met de invloedrijke Brusselse zakenman Dominique Mosselman, aan wie later de hele onderneming overging. Dony stierf berooid en ontgoocheld in 1819. De tweede zinkfabriek werd in Moresnet gebouwd en in 1837 volgde de derde in Angleur. In hetzelfde jaar werd de onderneming omgezet in een vennootschap onder de naam Société des Mines et Fonderies de Zinc de la Vieille Montagne. Vanaf dat moment beleefde de zinkproductie in België een geweldige opkomst, waarbij de geschiedenis en de ontwikkeling voor lange tijd met die van de Vieille Montagne parallel liep. Een artikel in Bouwkundige Bijdragen3 van 1858 vermeldt, dat in België in de periode 1820-1849 55 daken met zink waren gedekt. Van 1850 tot 1854 waren dat 366 daken. Over Nederland zijn geen gegevens opgegeven. Uit bestekken weten wij, dat in 1842 een nieuw portaal aan de Jacobijnerkerk te Leeuwarden gedekt moest worden 'met zink N° 14 uit de fabrijk van Mosselman te Luik'. Sedert 1873 werd in Nederland zink uit geïmporteerd materiaal geplet tot bladen. In Nederland werd zink eerst sedert 1893 geproduceerd,
bladzink pas sedert 1926, onder
Budel (N.B.) dicht bij de Belgische grens en oorspronkelijk door Belgische ondernemers, de gebroeders Emile en Lucien Dor. Er zijn thans buiten Nederland drie producenten in West-Europa. Bestendigheid tegen corrosie Reeds in het begin was men er zich terdege van bewust, dat zink niet erg lang houdbaar was, zeker niet zo lang als lood. Het zink (no. 16), dat in 1827 op het dak van de manege van de Koninklijke Militaire Academie te Breda werd aangebracht, moest worden geverfd, één maal met menie en twee maal met olieverf. Van Heusden4 vermeldde in 1833: 'De zink moet echter met veel oplettendheid verwerkt worden. 1. Is dezelve zeer vatbaar voor roesting, wanneer zij over ijzer of koper gelegd wordt: indien dit niet te vermijden is, moet zij eerst met menieverw bestreken, of met lood omkleed worden (sic!)'. Dat laatste is niet zo'n best advies, want wij weten maar al te goed, dat in een vochtige omgeving (ook bij condensvocht) loodionen in het water oplossen en zinkionen verdringen, waardoor zink poreus wordt en tenslotte gaten zal vertonen. J.D. Zocher gebruikte bij de panden aan de Van Asch van Wijckskade in Utrecht loden goten en zinken hemelwaterafvoeren (1833). Hij was zich van de snelle vertering van het zink tengevolge van de potentiaalverschillen kennelijk niet bewust5. In 1858 verscheen in Bouwkundige
Bijdragen een herdruk van een eerder verschenen handleiding6, waarin in een redactionele noot vermeld is, dat twee maal teren of schilderen met grijze zinkverf noodzakelijk is. Het werken tengevolge van temperatuurverschillen wordt ook een nadeel geacht. Chemische eigenschappen Zink beschermt zich door een dun laagje zinkoxyde en onoplosbaar basisch zinkcarbonaat, dat niet
Zink
RVblad 01-2
aantastbaar is door schone lucht, van spoor- en tramwegen en bij waarin zeezout (NaCl) is opgenobliksemafleiders. men. Het corrodeert evenwel sterk Men dient zoveel mogelijk te in S02-houdende atmosfeer (met voorkomen, dat er water in goten meer dan ongeveer l mg/m3). Het en op platten blijft staan. Goten en verliest in landklimaat 1-2 ^m/jaar, andere plaatsen waar toch water in zeelucht 1-7 /an, in normale en vuil kunnen achterblijven stadsatmosfeer 2,5-6,0 fan, in moeten één maal per jaar gereinigd industriële omgeving 4,0-20 /im. worden. Bladafval en aangroei van Zink 16 is 1,08 mm dik. Het zou algen en mos dienen grondig dus lang mee kunnen als het verwijderd te worden. materiaal niet ook op andere Zink moet worden bevestigd met wijzen werd aangetast. Vroeger verzinkte of roestvaststalen werd gezegd, dat zink vernieuwd bevestigingsmiddelen. Verduurzamoest worden na een aantal jaren, mingsmiddelen in vers hout overeenkomend met twee maal kunnen zink aantasten. Het kan het nummer. daarom verstandig zijn gootbakken Voor gebieden met een sterk en dergelijke te bekleden met verontreinigde atmosfeer zijn glasvlies om direct contact tussen geprefabriceerde onderdelen met het behandelde hout en zink te een speciale coating wellicht beter voorkomen. Hetzelfde geldt voor geschikt. Men raadplege de een ondersteuning van beton of leverancier. kalkhoudende specie, met name Zink is ook aantastbaar door water, als er aan de onderzijde van het waarin lood- en koperionen zijn zink condensatie kan optreden. opgelost. Ook bij een houten ondergrond verdient het aanbeveling om direct Waarschuwing contact tussen zink en hout te Ieder, die bekend is met het vermijden met het oog op het gebruik van metalen voor dakbegevaar van verrotten van het hout. dekkingen, goten en hemelwaterafvoeren in monumenten, weet dat Pakketgewalst zink zink aangetast wordt als er water Vroeger werd het zink niet bewust door of langs loopt, dat eerst in van bijgemengde metalen voorzien, aanraking is geweest met lood. maar er bevonden zich vanuit de Zinken hemelwaterafvoeren onder winning andere metalen in, loden goten, zinken goten onder waaronder soms 0,45 tot 1,4 % met lood beklede dakkapellen, lood. Dit materiaal was niet zeer voetlood boven zinken goten, dat drukvast. Het werd pakketgewalst, alles zijn funeste combinaties. Het dus in bladen op elkaar. De is daarom onbegrijpelijk, dat in kristalstruktuur was dwars op de een recente uitgave7 wordt walsrichting zeer verschillend van vermeld dat lood zonder gevaar parallel eraan. Daardoor traden met zink in contact kan worden verschillen in materiaalspanning gebracht. Dit is beslist niet juist. op. De lineaire uitzettingscoëffiDus nooit zink toepassen daar, cient was dwars op de walsrichting waar water, waarin loodionen 2,4 mm/m/100° C en parallel opgelost kunnen zijn, langs kan 3,6 mm. Daarom gebruikte men lopen. Daar, waar deze combinatie zink alleen dwars op de walsrichting niet te vermijden is, zoals bij en dus in stukken van één meter voetlood, zou het zink regelmatig lang. Bij kamertemperatuur begon moeten worden voorzien van een een plaat al te kruipen, waardoor beschermende bitumenlaag of een vervorming van goten en dakrancoating. den optrad. De vermoeidheidsgrens Hetzelfde geldt voor plaatsen, lag bij 10 N/mm2. De rek was waar water met koperionen langs gering, 25% bij breuk. Een dubbele kan lopen, bijvoorbeeld in de vouw was niet uitvoerbaar. Bij omgeving van gebouwen met een temperaturen onder 10° C was het koperen dak, van bovenleidingen
metaal nauwelijks zonder breuk te
vervormen. De minimale buigingsstraal was 1,5-1 mm. Het vastheidsverlies liep daarbij op tot 50%. Bij 80% en hoger werden de kristallen groter en werd het materiaal brosser. Aan de randen van soldeerverbindingen (soldeertemperatuur ca. 240° C) trad brosheid op. De diktetolerantie van de bladen was groot, tot 8%. Er was gevaar voor zogenaamde interkristallijne corrosie. Om dit tegen te gaan voegde men aluminium en lood bij, hetgeen weer kans gaf op scheuren van het materiaal. In tabel 2 zijn de eigenschappen van pakketgewalst zink aangegeven ter vergelijking met het Titaanzink.
Zinken bladen werden reeds vanaf het begin van de fabricage onderscheiden in dikte volgens nummers. Voor toepassingen in de bouwkunde werden geen dunnere bladen gebruikt dan nr. 9. Tabel 1: dikten van zink Nummer
Benaderde dikte in millimeters
9 10 11 12 13 14 15 16
0,45
17 18
1.21 1,34
0,50 0,58 0,65' 0,74
0,80* 0,95 1,10*
* huidige standaarddikten Hogere nummers, verkrijgbaar tot 26, dik 2,68 mm, zijn zelden gebruikt.
Titaanzink Thans voegt men aan vrijwel zuiver electrolytisch gefabriceerd zink ca. 0,3 % hoogwaardige metalen toe, waardoor de levensduur weer verlengd is. Gebruikelijke bijmengingen zijn 0,1% titaan, 0,1% koper en 0,01% aluminium of 0,1% titaan, 0,04% cadmium, 0,01% aluminium en 0,1% lood. Het in Nederland en Duitsland gefabriceerd zink heeft de eerste
Zink ,, --
RVblad 01-3
/--
samenstelling en komt in Nederland in de handel als KZM STZ(Stolberger Titaan Zink). Titaanzink bevat tot 0,003% lood. Het heeft een grote stijfheid. Het wordt met parabolische walsen in banden gewalst en is daardoor in beide richtingen gelijk vervormbaar. De uitzettingscoëfficient is 22 mm/m/l00”C. (Ter vergelijking: koper 1,7 en aluminium 2,4). Het is in grotere lengten te leggen dan het oude pakketzink. Het is vormstabiel. De vermoeidheidsgrens ligt bij 70 N/mm*. De rek is 60% bij breuk. Een dubbele vouw is mogelijk. Het materiaal is boven 5°C te verwerken. Het materiaal kan plat gevouwen worden (buigingsstraal = 0). Er is dan geen vastheidsverlies. De rekristalisatietemperatuur ligt boven 300”, dus bij solderen vormen zich geen grove deeltjes. De diktetolerantie is 0,03 mm. Interkristallijne corrosie komt niet voor. Het bladzink wordt geleverd in standaardafmetingen van 2 x 1 m, 2,25 x 1 m en 3 x 1 m en op rollen. De meest gebruikte standaarddikte is 0,80 mm (oud nr. 14). In de monumentenpraktijk wordt aanbevolen de dikte 1,lO mm (oud nr. 16). Ornamenten
Zinken ornamenten zijn in het verleden veel toegepast. Zij werden zowel door persen en forceren verkregen als door solderen van delen aan elkaar. De eerste methode wordt thans nog uitgevoerd door een firma te Ivry sur Seine nabij Parijs afb. 2. Solderen geschiedt ook nu nog in Nederland. Zie CATblad Ornament in metaal 01. Dergelijke geprefabriceerde elementen werden veel gebruikt voor dakkapellen, vorstkammen, hoekkepers en dergelijke afb. 1, 3 en 4.
In de catalogi van de leveranciers werden zij weergegeven afb. 5. -
1. Oudenbosch, basiliek, koepel kort na het gereedkomen omstreeks 1880. Lucames (dakkapellen), ornamenten, losanges en platen. RDMZ RV 1988/12-26
Tabel 2: eigenschappen van pakketgewalst zink en van Titaanzink
Bijmengselen
Lineaireuitz.coëfficiënt: dwarsop walsrichting evenwijdig aan walsrichting Vermoeidheidsgrens Rekbij breuk Verwerkbaarvanaf Minimale buigingsstraal Vastheidsverliesbij buigen Rekristallisatietemperatuur Diktetolerantie
eenheden pakketgewalst zink
Titaanzink
la 0,4551,4Pb
0,lTi; 0,lCu; 0,OlAl; 0,003 Pb
%
mm/m/lOO”C mm/m/100”C N/mm2 % “C mm % “C
(
2,4
396 10 25
10 1,5-1 50
ca.240 8%
22 22 70
35(min) 5
nihil nihil 300 0,03
mm
Zink
RVblad 01-4 2. Hieuw gefabriceerde ornamenten in de fabriek te Yvry sur Seine (F,). Foto’s H.Janse 1978.
Dakbedekkingen in zink Roevendak
Voor het bedekken van een niet al te steil hellend dak kon dat met zinken platen geschieden. Omdat het materiaal sterk uitzet en krimpt, en de materiaalstuktuur op soldeernaden nadelig is beïnvloed, moesten de platen in één richting bewegend ten opzichte van elkaar worden aangebracht. De meest gebruikte oplossing is het dak met roeflatten. De afstand van de latten wordt bepaald door de breedte van de gebruikte zinkbladen. De roeflat heeft de vorm van een trapezium, dat met de smalle evenwijdige zijde op het dakbeschot wordt gespijkerd, zó dat de spijker het
zink niet kan raken. Voor de lat worden maten opgegeven van 35 x 35 mm tot 50 x 60 mm. Het zink kan tengevolge van de schuine zijden van de roeflat in de breedterichting vrij uitzetten. Aan de roeflat zijn klangen gevestigd, die ca. 25 mm zijn omgezet. Zij houden de opstaande kant van het zink op zijn plaats. De klangen zijn schuivend uitgevoerd, maar één ervan is schuin gemaakt om verzakken van de banen op het dak te voorkomen. Over de roef wordt, wederom met een omgezette kant, een strook 3. Amsterdam, Amstel Hotel. Detail dakbedekking. Foto RDMZ 1987.
-
Zink
RVblad 01-5
zink (de roefkap) aangebracht, die over de dakbanen grijpt en onder de klangen afb. 6. Nog vele daken hebben een roevendak. Een aantal ervan zijn in de laatste jaren met titaanzink vernieuwd, zoals het dak van het Concertgebouw in Amsterdam en de koepel van de gevangenis in Arnhem. Losanges
In de 19de eeuw werd zink als dakbedekking vaak toegepast in de vorm van ruitvormige elementen, die op het dak zijn gespijkerd en in elkaar haken. Algemeen werden zij losanges genoemd. Zij werden met een doorslag van gaatjes voorzien. Vierkante platen vonden rond 1840 in Engeland toepassing en werden nadien met name in België toegepast. La Vieille Montagne leverde deze geheel tot gebruik gereed. De gebruikelijke maten waren 29 cm in het vierkant (dikte nr. 9), 35 cm (nr. 10), 42 cm (nr. 11) en 60 cm (nr. 12). In 1867 werden als voorbeelden genoemd 8 de (inmiddels afgebroken) nieuwe huizen bij het Paleis voor Volksvlijt te Amsterdam en het zojuist gebouwde Amstel Hotel. Het laatste gebouw afb. 3 bezit nog steeds een bedaking met losanges met een zeshoekige vorm. Ook de akroterieën en andere versieringen ROOFCORNERS YAXSARDDACHECKSTbCKL.
DAKVERSIEIUNGEK
MOTIFS D’ANGLE
m
4. Scheveningen, Kurhaus. Detail koepel na de restauratie. Foto RDMZ 1987.
op het dak zijn van zink. Losanges werden in vele vormen en uitvoeringen gemaakt. Ook de bevestiging op het dak verschilde van type tot type. Er waren er, die met klangen aan het beschot bevestigd waren afb. 7c. Andere hadden aan de bovenzijde een lipje, dat een geheel vormde met ROOF(‘ORNERS MANSARDDACHECKSTi’CKE.
P17
.~rhv,l/àI?O F.W.
RDMZRV
1988/12-27
BRAA’I’.
DELFT
F.W
HRAAl’,
DELFT
>,“TII‘S
0 XKBLI.
Tl
de plaat afb. 7a en b. Dat gaf nogal eens reden tot afbreken op dit zwakke punt, met name in situaties met een sterke zuigende werking van de wind. In afb. 7 zijn een aantal typen overgenomen uit het boekje Zink van O.L. Veenstra (zie GATblad Zink 01). Naast vierkante platen komen ook ruitvormige voor. De zeskante ‘leien’, die bij het Amstel Hotel ziin gebruikt, werden in 1844 uitgevónden. Veenstra schrijft erover: ‘Deze platen, fig. 98 afb. 7h, van zeer aangenamen vorm, werden op eene zeer vernuftige wijze gemaakt. Zij hadden de verbindingsdeelen aan het lichaam zelf zitten. Door 2 omgevouwen vleugels, gemaakt in het zink van de plaat, konden ze direct op het dakbeschot gespijkerd worden en de hoeken P, die werktuigelijk omgevouwen waren, behoefden niet gesoldeerd te worden. Ondanks deze groote voordelen, heeft dit systeem geen goede resultaten opgeleverd, omdat het 5. Bladzijden uit een catalogus van de firma F.W.Braat te Delft uit 1882.
Zink
RVblad 01-6 6. Detail van een roe f constructie.
. schuivende
niet waterdicht was tegen opzuiging; het was reeds spoedig ten doode opgeschreven. Volledig-
heidshalve wordt het hier dan ook aangehaald. Het is toen vervangen door andere platen, die koud geforceerd werden en zeskant, vierkant of ruitvormig werden gefabriceerd. Deze platen, fig. 99 afb. 7j, hebben geen vouwen, zij worden vlak op het dakbeschot gelegd, gewoon over elkaar heengeschoven en bedekken elkander eenvoudig. De platen zijn geforceerd, deels met verhooging, deels met verdieping, zoodanig dat op de plaats der overdekking er tusschen de voegen holten R zijn, die ten doel hebben het opzuigen van het water te voorkomen. De platen zijn aan hun bovenge-
deelte vastgespijkerd; hiertoe zijn van te voren gaten C in den bovenrand gemaakt. Het ondereind der plaat is aan de binnenzijde voorzien van een klamp P van zwaar zink die in het verheven gedeelte G dat zich aan
iedere plaat bevindt, geschoven
redelijke staat. De gehele bedekking
wordt.
is tijdens de laatste restauratie weer in dezelfde vorm in titaanzink aangebracht afb. 4.
Het is noodig dat deze verbinding met zorg geschiedt, d.w.z. dat de plaat, eenmaal aangebracht, de naar beneden liggende goed vast aandrukt. Hiertoe moet de aangesoldeerde klamp P niet verder openstaan dan juist noodig is, want is dat niet het geval, dan zouden de platen niet geheel sluiten en zou er, wanneer de wind er onder zoude komen, een onaangenaam geraas ontstaan." Dit citaat geeft aan, dat men dergelijke dakbedekkingen in zink zeer zorgvuldig maakte. Juist daarom zullen nog vele van dergelijke daken met losanges behouden gebleven zijn afb. 8, ook op eenvoudige gebouwen. Bij de restauratie en grondige verbouwing van het Kurhaus te Scheveningen bleek de uit het einde van de 19de eeuw daterende bedekking van koepel en torentjes, die met losanges was uitgevoerd, voor een groot deel nog in
Besluit Zink is op vele wijzen vanaf
omstreeks 1818 in Nederland als dakbedekkingsmateriaal gebruikt. Men zal bij een restauratie vormen en constructies kunnen tegenkomen, die hier niet zijn beschreven. De literatuur, die in de CATbladen Dakbedekking, zink 01 en Zink 01 is vermeld, geeft in het algemeen de gewenste informatie. Nu de architectuur uit de 19de en de 20ste eeuw steeds meer in de belangstelling komt te staan en restauraties van gebouwen uit die periode regelmatig worden uitgevoerd, is het, gezien vanuit bouwhistorisch en architectuurhistorische gezichtshoek, noodzakelijk aandacht te besteden aan de zinken dakbedekkingen.
Zink
RVblad 01-7 7. Enkele afbeeldingen uit 'Zink' van O.LVeenstra (omstreeks 1913).
RDMZ RVI 9881J 2-28
Zink F
RVblad 01-8
8. Bunnik, boerderij ‘De Raaphof. Foto RDMZ 1987.
Noten
’ Voor een uitvoerig literatuuroverzicht zie de CATbladen Zink 01 en Dakbedekking, zink 01. 2 Op een aanbouw van het stadhuis van Amsterdam: C.A. van Swigchem, Abraham van der Hart 174 7-1820. Architect. Stadsbouwmeester van Amsterdam. Amsterdam 1965, 69.
3 W.F.G.L.van Hooff, Het zink, BouwkundigeBijdragen 10 (1858), kol. 189-218. 4 L. van Heusden, Handleiding tot de burgerlijke Bouwkunde. Amsterdam
1833, 13. 5 N.L. Prak, De huizen aan de Van Asch van Wijckskade te Utrecht, Bulletin KNOB 85 (1986), 54. 6 Van Hooff, O.C. ’ L.J.de Klerk, P.A. Lakerveld en P.A. Schut-Baak,Titaanzink in de bouw. Leidschendam 1986. 8 W.C. van Goor, Mededeelingen over de nieuwste toepassingen van het zin voor dakbedekkingen, Bouwkundige bijdragen 15 (1867), 353.
Summary Although sheet zinc has been used for roofcladdings in the Netherlands since 1818, there are stil1 very contradictory opinions about the correct way of application, the corrosion durability and the architectonic value in circulation. Zinc is stil1 seen as an inferior material in the Dutch preservation of monuments. It determines, however, a large part of the appearance of the 19th and early 20th century architecture, especially of the neoclassical buildings with a slight pitch of roof. From the start an account was rendered of the problems which zinc can give because of the restricted resistance to corrosion. The stil1 present examples of zinc roofcladdings of an eighty or hundred years ago, belie a generalizing rejection of the material. Modern methods of fabrication and new combinations give zinc
-
.,-
Zink Zinc
RVblad 01-9
Aanvulling op het artikel Zink De zinkbedekking van de koepel van de basiliek van de H.H. Agatha en Barbara, die in 1867-1880 naar het voorbeeld van de Sint Pieter te Rome gebouwd werd volgens het ontwerp van P.J.H.Cuypers, was een prestatie van formaat. Er was reden genoeg voor de leverancier van het zink, om er uitvoerig reclame mee te maken afb. 9. Het zinkwerk en de zinken ornamenten werden niet uitgevoerd door een Nederlandse dakdekker maar door een Belgische zinkwerker uit Mons (Bergen, Henegouwen). De ijzeren koepel werd trouwens uitgevoerd door een firma uit het Noordfranse Marchienne-au-Pont, zoals uit dit reclameblad blijkt.
RDMZ RV 1988/13-8
