Nieuws
Yvo Meihuizen

Historie van bouwtechnieken en bouwmaterialen

De ouderdom van een gebouw valt af te leiden op grond van de toegepaste materialen. Met het blote oog is dit niet erg nauwkeurig vast te stellen. Het is echter wel belangrijk om door het herkennen van historische en nieuwe bouwmaterialen na te gaan welke delen van een monument werkelijk oud en van belang zijn en welke een latere toevoeging kunnen zijn. Het vervangen van oud door nieuw bouwmateriaal kan echter een wezenlijke aantasting van de monumentale waarde betekenen.

Een geheel nieuwe tak van sport hierbij vormt de Bouwhistorie. Juist het herkennen van oude bouwsporen geeft een veel dieper inzicht in de historie van een monument. Achter een betrekkelijk nieuwe gevel kan een veel ouder bouwwerk schuilgaan. Het ontdekken van deze oudere geschiedenis kan vaak bijdragen aan een geheel nieuwe kijk  op de historie van een pand, een straat of zelfs een stad. Zo kwamen bij de restauratie van een schijnbaar negentiende-eeuws pand aan het Havik in Amersfoort middeleeuwse balklagen tevoorschijn terwijl archeologisch onderzoek in de tuin leerde dat de plaats waar men altijd een straat had gedacht in feite een oude havenkom was waarmee het oude kasteel op de Hof bevoorraad kon worden.
Kennis van oude bouwmaterialen en technieken is dus van wezenlijk belang voor een gedegen onderzoek van Erfgoed.

Stro en riet

De oudste in ons land toegepaste materialen zijn plantaardige materialen: stro, riet en hout. Stro en riet deden dienst als versteviging van lemen wanden en als dakbedekking. Omdat het meestal zeer snel verweerde, is praktisch geen historisch riet meer in bouwwerken aanwezig. Mochten sporen van riet of stro in (archeologische) bouwrestanten worden gevonden, dan valt de ouderdom alleen te bepalen in het laboratorium met behulp van de koolstofmethode. Koolstof bevat een zekere hoeveelheid radioactiviteit die in de lange loop der eeuwen vermindert (halfwaardetijd). Door deze te meten valt iets te zeggen over de ouderdom. Dit is zeker geen praktische methode om snel de ouderdom van een monument te bepalen.

Hout

Hout vergaat ook betrekkelijk snel, vooral wanneer het aan vocht wordt blootgesteld. In droge omstandigheden kan hout daarentegen eeuwen trotseren. De ouderdom kan dan ook bepaald worden aan de hand van een (dendrochronologisch) onderzoek naar de jaarringen. Ook dit is iets wat in het laboratorium moet geschieden. Daarentegen vormen bepaalde gebezigde methodes van constructie en afwerking wel enige aanwijzingen die snel ter plaatse een indicatie kunnen geven omtrent de leeftijd van een bouwwerk.

De oppervlaktebehandeling

Aanvankelijk werd hout in de ronde vorm waarin het voorkwam toegepast. In de loop van de middeleeuwen ontwikkelde men een methode om aan houten onderdelen een rechthoekige doorsnede te geven. De balken en spanten werden gedisseld, waarbij het hout een gegutst oppervlak kreeg. Hout werd al lang met zagen afgekort, maar aan het einde van de vijftiende eeuw werden zagen ook in stellages aangedreven in molens en deed het op de molen verzaagde hout met een vrij grove zaagsnede zijn intrede.
Met de komst van de stoommachine worden ook allerlei andere (zaag)machines ontwikkeld. Aan het einde van de negentiende eeuw doet de cirkelzaag zijn intrede, met zijn kenmerkende gebogen zaagsnede. Hiermee kon zeer snel hout in de lengte worden gezaagd.
Het afschaven van hout werd wegens zijn bewerkelijkheid aanvankelijk alleen binnenwerks bij het aftimmerwerk toegepast. Het met de hand en blokschaaf behandelde hout is meestal herkenbaar aan een lichte onregelmatigheid in het geschaafde oppervlak.
Ongeveer tegelijkertijd met de cirkelzaag deed ook de schaaf- (en frees)machine zijn intrede. Doordat het schaafblok ronddraait, is machinaal geschaafd hout altijd te herkennen aan lichte gelijkmatige holle moeten over de breedte van het geschaafde vlak.

Natuursteen

Natuursteen is in ons land, nabij nu verdwenen Romeinse bouwwerken, pas weer toegepast na het jaar 1000. Vooral gebouwen met eeuwigheidswaarde, zoals kerken, werden van natuursteen opgetrokken. In het zuiden en oosten van het land, waar steengroeven in een zekere nabijheid voorkwamen, treffen we de oudste natuurstenen gebouwen aan. In het oosten werd tufsteen uit het Rijn- en Moezelbekken aangevoerd en later zandsteen uit het graafschap Bentheim. Terwijl zandsteen zeer gevoelig lijkt voor verwering door ‘zure regen’, wordt tufsteen gedurende de jaren steeds harder. Aan de mate van verwering is moeilijk de ouderdom van een tufstenen gebouw af te lezen.
In het zuiden bouwde men vooral in kalksteen. Blauwe hardsteen uit de omgeving van Henegouwen en lichte Gobertangersteen en Ledesteen uit Vlaanderen. De ouderdom van deze stenen valt weliswaar ook langs fysische wijze te bepalen in het laboratorium, maar ook kan de mate van verwering een aanwijzing zijn voor het bepalen van de ouderdom. Bedenk wel dat de nabije aanwezigheid van zware industrie of zeewind de verwering aanzienlijk bespoedigen.

In de loop van de middeleeuwen, vooral na de dertiende eeuw, ontstonden bij de steengroeven grote werkplaatsen waar de onderdelen ter plaatse behakt werden, voordat ze op transport werden gesteld. Hierdoor ontstonden afwerkingsmethoden die een bepaalde tijd en plaats van herkomst van de steen kenmerken. De grote kerken in het zuiden en westen van ons land zijn bijna allemaal gebouwd met steen uit de groeven van Brabant en Henegouwen. Veel kenmerkende details, zoals kapitelen en raamtraceringen, werden in de groeve reeds aangebracht. Vandaar werden de bewerkte stenen naar de bouwplaats getransporteerd. Dezelfde kenmerkende details komen over het gehele gebied voor. Vandaar dat men vaak van Brabantse gotiek spreekt.
In het oosten van ons land werd veelal gebouwd met steen afkomstig uit zandsteengroeven in Duitsland, zoals de bekende Bentheimer zandsteen. Dat we hier met een andere bouwstijl te maken krijgen, laat voor zich spreken. Alleen de echt grote bouwwerken, zoals de Domkerk van Utrecht, hadden vaak hun eigen werkplaatsen waar voldoende steenhouwers aanwezig waren om in een eigen coherente stijl te bouwen. (Overigens stond Utrecht sterk onder invloed van de kathedraal van het Franse Amiens.)

In de negentiende eeuw wordt het ook mogelijk om steen machinaal te bewerken. Bovendien wordt dan vaak gekozen voor een afwijkende hardere steensoort. Negentiende-eeuwse restauraties zijn meestal herkenbaar aan een wat harde en romantisch geïdealiseerde detaillering in een steensoort die donkerder verweert dan de gebruikelijke kalk en zandsteen.
Na 1951 werd het gebruik van zandsteen aanvankelijk geheel verboden. Vanaf dat moment stonden twee alternatieven ter beschikking. Het gebruik van het grofkorrelige en donkere basaltlava of het gebruik van een gestoomde kunststeen (vergelijkbaar met kalkzandsteen). Op het gebruik van beide soorten steen valt het een en ander af te dingen. Beide materialen zijn niet oorspronkelijk en basaltlava verschilt met zijn grove structuur nogal van de omringende zandsteen. De gestoomde kunststeen is evenmin oorspronkelijk en het valt te bezien hoe deze eigentijdse toevoegingen zich in de loop der tijd gaan gedragen. Gelukkig is de bewerking van zandsteen tegenwoordig weer toegestaan, mits aan strenge eisen op grond van de arbeidsomstandighedenwetgeving wordt voldaan.

Leisteen is een natuursteen die onder grote druk is ontstaan en een kenmerkende gelaagdheid bezit. De steen is uitstekend geschikt voor het afdekken of waterdicht bekleden van gebouwen. Gevelbekleding komen we vooral in de Ardennen tegen, maar als dakbedekking komt leisteenbedekking over ons hele land veel voor. We kennen daarbij de Maasdekking, van rechthoekige gelijkvormige platen die aan haken op het dakvlak worden aangebracht, en de Rijndekking, met schubvormige platen die al naar gelang de overheersende windrichting schuin tegen het dakvlak worden gespijkerd of geschroefd.
Een verhaal apart is de tufsteen, die in ons land meestal afkomstig is uit de Eiffel. Het is een grofkorrelige zachte steen die een ruw onregelmatig oppervlak heeft, omdat hij ontstaan is uit samengeperst sediment van vulkaanuitbarstingen. De steen valt dus niet glad af te werken, maar heeft als voordeel dat hij gemakkelijk in kleine formaten leverbaar is. Vanaf de elfde eeuw wordt tufsteen in ons land toegepast, vooral bij bouwwerken waar het gebruik van andere natuursteen door de afstand tot een groeve of door de bodemgesteldheid bezwaarlijk is.

Baksteen

In het noorden, waar de bodem drassig is en waar het hout ook minder geschikt is om mee te bouwen, is men spoedig tot een eigen bouwwijze gekomen. Nadat men aanvankelijk wel bouwde met (gekloofde) zwerfkeien in kistwerk kwam al spoedig de vaardigheid van de gebakken steen op. De kunst van het stenen bakken was door de Romeinen in Italië ontwikkeld en van daar overgeleverd. Waarschijnlijk hebben cisterciënzer monniken de kunst uit Italië naar het noorden gebracht. Het is bijvoorbeeld boeiend om het metstelwerk van de tiende-eeuwse San Stefano in Bologna te vergelijken met het metselwerk van sommige vroege Romaanse kerken in Groningen en Friesland.
Deze vroegmiddeleeuwse bakstenen werden ter plaatse gebakken in zogenoemde veldovens van klei die ter plaatse werd gedolven. De stenen waren vaak zeer groot van vorm, in vergelijking tot het formaat van het latere IJssel- en Waalformaat, omdat men nog eeuwen het formaat van de eerder aangevoerde tufsteen bleef hanteren (vooral in Oost-Friesland), en hadden een zeer gevarieerde kleur en hardheid (van oranjerood tot blauwpaars). Het bakproces was moeilijk reguleerbaar; de stenen die het dichtst bij het vuur lagen werden het hardst en donkerst. IJzerhoudende klei bakte daarbij naar gelang van de hitte van het bakproces rood tot paars. Kalkhoudende klei werd grijs tot geel en groen. Een heel aparte techniek was het ‘smoren’ van baksteen, waarbij men aan het einde van het bakproces de zuurstoftoevoer afsloot. Hierdoor ontstonden blauwgrijze stenen. In sommige vijftiende-eeuwse kerken komt men wel afwisselend rode en grijze steen tegen. Toch is de techniek van het smoren eigenlijk meer toegepast bij de productie van dakpannen.
In de loop van de veertiende eeuw was de techniek inmiddels zo ver ontwikkeld dat een kleinere en regelmatiger gevormde steen zijn intrede deed. De stenen in die tijd zijn weinig groter dan ons huidige Waalformaat (5,5 x 11 x 22 cm). Hierdoor werd het ook mogelijk om in een vast metselverband te gaan werken. Rond 1400 ontstaan het Staand verband en het Vlaams verband. Overigens mag men bij de datering van metselwerk niet uit het oog verliezen, dat nog lange tijd hergebruik van oude stenen in nieuw metselwerk gebruikelijk was.
In de zeventiende eeuw wordt de techniek verder verbeterd en worden de meeste stenen in vaste steenfabrieken vervaardigd. Hierbij ontstaan verschillende maten en soorten, waarvan de kleine gele IJsselsteen de bekendste is. In de loop van de achttiende eeuw raakt dan een zeer platte en lange donkere baksteen in de mode. In de negentiende eeuw, als machinale productie in zwang komt en de strengpers en tunneloven hun intrede doen, kan men een veel hardere baksteen produceren (klinker) die bovendien veel vaster van vorm is. Verschillende fabrieken brengen ook nog eigen formaten en soorten op de markt, zoals de geperforeerde steen van noordelijke zeeklei. Rond 1900 komt ook de zeer harde geperste verblendsteen op de markt, die in bijna elke gewenste kleur kan worden geleverd. Toch blijft het eerdergenoemde Waalformaat het meest gangbare. Veel metselwerk werd ook ontworpen in maten van aantallen strekken en koppen.

Metselspecie en voegwerk

Met de ontwikkeling van de baksteen ontstaat ook een ontwikkeling van de mortel en het voegwerk. De zachte baksteen die tot in de negentiende eeuw gangbaar was, kon alleen gemetseld worden met zachte en elastische mortel. In sommige streken heeft men daarbij zelfs gebruikgemaakt van roggemeel, maar het meest gangbare bindmiddel was schelpkalk. Voor waterdichte muren, zoals keldermuren, maakte men ook gebruik van tras, een gebrand vulkanisch materiaal dat een bruine tot donkergrijze kleur kon hebben.
Het metselwerk werd meestal ‘platvol’ afgevoegd, hoewel men in de zestiende en zeventiende eeuw ook wel ziet dat men langs een rijlat een horizontale dagstreep aanbracht. Bij de voorname gebouwen uit de achttiende eeuw komen we voor het eerst een gesneden voeg tegen. (Iets terugliggend met zeer fijne insnijdingen op het raakvlak tussen baksteen en specie).
Toen in de negentiende eeuw de klinker verscheen, deed ook het portlandcement zijn intrede. Deze harde mortel werd zeer vaak met gesneden voegen afgevoegd. In de twintigste eeuw zien we nog weer andere voegvormen, zoals zeer diepliggende schaduwvoegen en naar boven toe afgeschuinde voegen die het voegwerk wel licht- en schaduwwerking zouden geven, maar minder vocht in de steen zou toelaten. De ‘sprekende’ knipvoeg doet pas aan het einde van de twintigste eeuw zijn intrede en hoort niet op Erfgoed thuis.

Dakpannen

Voor dakpannen kan men eenzelfde verhaal schrijven als voor baksteen, zij het dat de oudste kerken vaak nog met ‘dure’ leisteen werden gedekt. De oudste keramische dakbedekking de we kennen, komen we weer bij de Romeinen tegen. Hun pannen bestonden uit een holle onder- en bovenpan, een type pan dat bij ons in de loop van de middeleeuwen ook gangbaar werd (paters en nonnen). In 1466 deed men nabij Zwolle de geniale uitvinding een onder- en een bovenpan te combineren tot Zwolse Quackpan, waaruit rond 1500 de gewone Hollandse of Holle pan ontstond. Al naar gelang de overheersende windrichting werd deze links- dan wel rechtsdekkend gelegd. Deze succesvolle pan kan men nadien ook in het buitenland aantreffen (tot in Lincolnshire in Engeland).

Een andere keramische pan is de daktegel of leipan, die men vooral in Frankrijk en Engeland tegenkomt. Daarnaast komt in het noorden en ook in Duitsland nog een platte gegolfde variant voor, die we meestal aanduiden als oude Friese pan. Gemeenschappelijk geldt dat tot in de negentiende eeuw deze pannen alle met de hand werden gevormd. Daarom bezitten ze een zekere onregelmatigheid.
Net als bij de baksteen komt ook bij de dakpan in de loop van de negentiende eeuw de machinale productie op gang en daardoor doet zich plots een grote verscheidenheid in voorkomen voor. Aan het einde van die eeuw is de verscheidenheid het grootst. Standaardisatie heeft nadien het aantal varianten doen afnemen.

Leien daken

Vanaf de middeleeuwen werden voor voorname gebouwen vaak leien in plaats van dakpannen gekozen. Deze moesten alle geïmporteerd worden uit de Ardennen of Duitsland. Afhankelijk van hun afkomst werden zij dan ook op de ‘Franse’ wijze in Maasdekking, dan wel op de Duitse wijze in Rijndekking worden aangebracht.
De Maasdekking wordt gekend door zijn rechthoekige leien die , gelijk een halfsteens- of kopsverband bij baksteen, overlappend over elkaar gelegd worden. De leien worden door middel van haken aan het dakbeschot opgehangen.
De Rijndekking valt op door zijn schubvormige leien die op een horizontaal gelegd dakbeschot worden geschroefd. De Rijndekking komt vooral voor in het noorden en oosten van ons land. Mag een pannendak het soms honderden jaren uithouden, een met leien gedekt dak moet doorgaans om de 70 a 80 jaar vervangen worden.

Lood

Lood is na ijzer het in de bouw meest toegepaste metaal. IJzer wordt vooral vanwege de constructieve eigenschappen toegepast, maar heeft als groot nadeel dat het roest. Lood heeft constructief amper waarde, maar heeft als voordeel dat het zichzelf afsluit tegen corrosie door water. Lood laat zich gemakkelijk walsen tot slabben, die bijzonder geschikt zijn als vochtwering. Niet alleen als vochtvang in metselwerk bij houten kozijnen, maar ook als bedekking van houten bouwonderdelen zoals dakruiters en torenbekroningen. Omdat lood giftig is, gaat er van een loden bekleding ook een conserverende werking uit. Ook laat lood zich makkelijk gieten tot leidingen voor de watervoorzieningen (bij de Romeinen al). Aan de vorm van de leidingen valt soms ook een en ander te zeggen over de datering.

IJzer en koper

Hoewel ijzer zeer gevoelig is voor vocht is het een goed materiaal om mee te construeren. Het heeft een geweldige sterkte en kan allerlei krachten opnemen. Aanvankelijk was alleen het gietijzer of gietstaal bekend. Dit was een bros materiaal dat nog geen trekkrachten kon opnemen en dus nog geen constructieve waarde had. Het was wel heel bruikbaar in de vorm van vormvast gebruiksmateriaal zoals allerlei buizen en leidingen en eenvoudige overspanningen die voornamelijk drukkrachten konden opnemen. Later ontstond staal, een legering van ijzer en koolstof. Dit was bij uitstek in staat om trekkrachten op te nemen. Een nadeel van staal is echter dat het snel roest. Stalen constructies moeten dus goed ingepakt worden met zink, verf of beton. Met beton heeft staal bovendien het voordeel dat het dezelfde uitzettingscoëfficiënt heeft waardoor het als wapening gebruikt kan worden en met het beton constructief één geheel vormt.
Koper komt in de bouw vooral voor bij afdekkingen. Het is een duur materiaal, dat echter minder corrodeert dan ijzer. Vooral als bekledingsmateriaal wordt het veel toepast in de vorm van koperen daken waarbij de koperen platen over een houten constructie worden gelegd, of als sierwerk van houten deuren, e.d. Als koper goed wordt onderhouden kan het blank gelaten worden en het wordt gewaardeerd om zijn warme kleur.

Glas

Hoewel bij de meeste van onze Erfgoed glas een ondergeschikte rol lijkt te spelen, heeft ook dit materiaal een geschiedenis die zeer bepalend kan zijn. Glas werd in de bouw voor het eerst toegepast in kerkramen. In de vroege middeleeuwen kenden we in onze streken slechts open lichtopeningen waardoor licht maar ook wind het gebouw binnentraden. Rond de negende eeuw werd glas voor het eerst toegepast om vensters winddicht maar lichtdoorlatend uit te werken. Dit eerste glas was gegoten en leek nog het meest op platte doorschijnende kiezels. In de loop van de tijd ontdekte men dat door toevoeging (verontreiniging ?) van lood rode glasdelen ontstonden en dat met koper vermengde glasdelen een groene of blauwe kleur kregen.
In de loop van de veertiende eeuw lukt het om glazen schijven tot platte ruiten uiteen te rijden of te blazen en ontstaan ook meer regelmatige – vaak ruitvormige – glasvlakjes, die men in die tijd ook in openbare gebouwen toegepast ziet. Dit glas is dan nog vrij onregelmatig van structuur en heeft meestal een zachtgroene tint. Langzamerhand lukt het om steeds grotere ruiten te trekken, waardoor het roederaam het glas-in-loodraam kan vervangen. In de achttiende eeuw worden de ruiten steeds groter, terwijl ook een (duur) procédé wordt ontwikkeld om met mangaandioxide de groene kleur in het glas te verdrijven. Deze ruiten krijgen echter onder invloed van het licht een steeds donkerder paarse kleur.
In de loop van de negentiende eeuw doet het getrokken glas zijn intrede, waardoor de vensterruiten een nog groter formaat kunnen krijgen. Recent is het geperste glas, dat een zeer glad oppervlak heeft en daardoor een sterke spiegeling. Dit glas wordt toegepast in dubbelglas ruiten, die daardoor een veel meer gesloten indruk geven dan de oude ruiten.

Bron: 
Een monument beheren, onderhouden en handhaven
Dossiers: