A.- Der 1967 geborene K._ war seit 14. März 1989 als Bauarbeiter in der Firma M._ AG tätig. Wegen Atemnot und Herzstörungen bei Status nach Mitralklappenersatz meldete er sich am 23. August 1993 zum Bezug von Leistungen der Invalidenversicherung an. Mit Verfügung vom 9. Dezember 1994 richtete ihm die Ausgleichskasse des Kantons Zürich rückwirkend ab 1. Juli 1993 eine auf 31. August 1994 befristete ganze Invalidenrente aus. Dieser Verwaltungsakt erwuchs unangefochten in Rechtskraft. Seitdem die M._ AG das Arbeitsverhältnis durch Kündigung auf Ende 1994 aufgelöst hat, geht der Versicherte keiner Erwerbstätigkeit mehr nach. Am 22. Juni 1995 meldete sich K._ erneut zum Bezug von Leistungen der Invalidenversicherung an. Die IV-Stelle des Kantons Zürich liess den Gesundheitszustand des Versicherten unter anderem durch die medizinische Begutach- tungsstelle X._ in einer rheumatologisch-psychiatrischen Untersuchung überprüfen (Expertise vom 21. März 1996). Gestützt darauf lehnte sie nach Durchführung des Vorbescheidverfahrens einen Leistungsanspruch ab (Verfügung vom 16. August 1996). B.- Hiegegen liess K._ Beschwerde erheben und beantragen, es sei ihm eine ganze Invalidenrente zuzusprechen; eventuell sei die Verwaltung anzuweisen, eine weitere medizinische Untersuchung anzuordnen und auf Grund der neuen Erkenntnisse zu verfügen. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich wies die Beschwerde ab (Entscheid vom 24. Dezember 1998). C.- K._ lässt Verwaltungsgerichtsbeschwerde führen mit dem Rechtsbegehren, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheides vom 24. Dezember 1998 und der Verfügung vom 16. August 1996 sei ihm mit Wirkung ab 1. Juni 1995 eine ganze Rente der Invalidenversicherung zuzusprechen. Ferner lässt er um Gewährung der unentgeltlichen Verbeiständung ersuchen. Die IV-Stelle verzichtet auf eine Stellungnahme. Das Bundesamt für Sozialversicherung lässt sich nicht vernehmen. D.- Mit Begleitschreiben vom 2. Juni 1999 lässt K._ das Gutachten des Dr. med. S._, Spezialarzt für Psychotherapie FMH, vom 26. Mai 1999 einreichen. Im Hinblick darauf wurde ein zweiter Schriftenwechsel durchgeführt, in dessen Verlauf die IV-Stelle auf Abweisung der Verwaltungsgerichtsbeschwerde schliesst.