Daur Ulang Mekanisme Garam Dapur Meningkatkan Kekuatan Kompresi Gipsum

hemihidrat akan berubah menjadi dihidrat. Efek yang ditimbulkan pada saat pengadukan yaitu penurunan waktu pengerasan karena rendahnya kelarutan dari partikel hemihidrat yang dapat menurunkan kekuatan kompresi. 1,3 5. Suhu dan kelembaban udara Gipsum hanya stabil apabila berada dibawah suhu 40 °C. Apabila pengeringan produk gipsum dilakukan pada suhu yang tinggi harus dapat dikontrol dengan baik. Kehilangan air akan sangat cepat terjadi apabila berada pada suhu diatas 100 °C dan dapat menyebabkan pengerutan dan penurunan kekuatan kompresi. 1,3

2.4 Daur Ulang

Definisi daur ulang berdasarkan SNI 19-2454-2002 adalah proses pengolahan sampah yang menghasilkan produk baru. Sampah ini bisa dimanfaatkan secara langsung atau harus mengalami proses terlebih dahulu untuk menjadi bahan baku baru. Pada pemahaman yang terbatas, proses daur ulang harus menghasilkan produk yang mirip dengan aslinya, dalam hal ini gipsum bekas atau limbah gipsum didaur ulang menjadi gipsum siap pakai. Terdapat beberapa alasan daur ulang yaitu: 1. Alasan ketersediaan sumber daya alam, terutama untuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. 2. Alasan nilai ekonomi, sampah dapat bernilai ekonomi bila dimanfaatkan kembali dalam bentuk pemanfaatan energi atau pemanfaatan bahan bahan utama dan bahan pembantu. 3. Alasan perlindungan terhadap lingkungan karena sampah berdampak negatif terhadap lingkungan pencemaran. Hal ini yang menjadi dasar kegiatan daur ulang gipsum perlu dilakukan. Limbah gipsum kedokteran gigi tidak dapat diurai oleh bakteri di tanah menyebabkan pencemaran lingkungan seperti timbulnya gas H 2 S dan SO 2 . 5,17 Proses daur ulang dapat meliputi beberapa tahap : 1. Pemisahan dan pengelompokan: hal ini ditujukan untuk mendapatkan limbah gipsum yang sejenis, yaitu model kerja yang dibuat dari gipsum tipe III. Universitas Sumatera Utara 2. Pemurnian: untuk mendapatkan bahanelemen semurni mungkin, melalui proses fisik, kimia, biologi atau termal. Gipsum disaring menggunakan ayakan dan melalui pemanasan di autoklaf. 3. Pencampuran: Untuk mendapatkan bahan yang lebih bermanfaat, dalam hal ini limbah gipsum ditambahkan garam dapur. 4. Pengolahanperlakuan: Untuk mengolah sampah menjadi bahan yang siap pakai. 17

2.5 Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Gipsum kedokteran gigi merupakan bahan yang cukup banyak digunakan dalam bidang kedokteran gigi, terutama dalam pembuatan model studi atau model kerja. Model kerja yang digunakan dalam proses pembuatan gigitiruan apabila telah selesai dipakai akan menjadi limbah dan dibuang begitu saja. Abdelfatah dan Tabsh 2008 menyatakan bahwa limbah gipsum tidak mudah diuraikan dan dapat menimbulkan gas SO 2 dan H 2 S apabila terkena radiasi sinar infra merah dan ultraviolet. 5 Gas SO 2 merupakan gas yang dapat mencemari lingkungan dan berbahaya bagi kesehatan manusia. Pencemaran udara oleh gas SO 2 dapat menyebabkan terjadinya iritasi pada sistem pernapasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada konsentrasi SO 2 sebesar 5 ppm di udara atau lebih. Bahkan bagi penderita yang mempunyai penyakit kronis pada sistem pernapasan, kardiovaskular dan penderita lanjut usia dengan paparan gas SO 2 yang rendah saja yaitu sebesar 0,2 ppm sudah dapat menyebabkan iritasi tenggorokan. Selain dampak terhadap kesehatan manusia, gas SO 2 juga berpengaruh negatif pada benda-benda maupun tanaman melalui pembentukan hujan asam, dengan reaksi: ½ O 2 + SO 2 + H 2 O  H 2 SO 4 dan menyebabkan pH air hujan cenderung rendah pH 7 . 18 Untuk mengurangi dampak lingkungan yang diakibatkan oleh gas SO 2 , perlu adanya upaya yang dilakukan untuk mengurangi kadar emisi gas yang ditimbulkan Universitas Sumatera Utara dari limbah gipsum kedokteran gigi, salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan cara mendaur ulang. Gipsum kedokteran gigi merupakan bahan yang bersifat reversibel atau dengan kata lain dapat didaur ulang. Partikel gipsum yang diperoleh dari limbah model kerja memiliki kandungan air yang terjebak di kristalnya, Cindy 2014 menemukan kadar air yang terkandung di dalam gipsum tipe III pabrikan sebesar 0,57 dan di dalam limbah gipsum tipe III sebesar 8,88. 10 Perbedaan kandungan air pada partikel gipsum pabrikan dan limbah gipsum akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum, semakin sedikit kandungan air dalam partikel gipsum akan meningkatkan kekuatan kompresinya. Untuk mendapatkan kekuatan kompresi gipsum daur ulang yang optimum, kadar air di dalam partikel gipsum daur ulang harus sedikit, sehingga diperlukan proses pemanasan atau kalsinasi untuk mengeluarkan kadar air dari partikel limbah gipsum yang akan didaur ulang.

2.5.1 Faktor yang Memengaruhi Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Untuk mencapai kekuatan kompresi gipsum daur ulang yang maksimum, gipsum harus memenuhi salah satu karakteristiknya yaitu kemurnian bubuk gipsum. Hal ini dapat diperoleh dari proses penyaringan dan penyimpanan sehingga bubuk gipsum daur ulang tidak terkontaminasi oleh zat lain, penyaringan dilakukan dengan ayakan partikel dan penyimpanan di wadah tertutup. Selain itu, proses pembuatan gipsum daur ulang harus sesuai dengan proses pembuatan gipsum kedokteran gigi. Pada penelitian kali ini, proses pembuatan gipsum daur ulang mengikuti proses pembentukan gipsum tipe III yang memiliki kekuatan kompresi cukup besar agar dapat digunakan sebagai model kerja ataupun model studi. 1,13

2.5.2 Syarat Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Syarat yang harus dipenuhi dalam proses daur ulang ialah limbah yang digunakan harus homogen dan tidak terkontaminasi. Limbah gipsum yang digunakan haruslah berasal dari jenis yang sama dengan perlakuan yang sama, artinya dalam manipulasi gipsum memiliki perbandingan air dan bubuk yang sama pula. Hal ini Universitas Sumatera Utara harus diperhatikan agar tidak memengaruhi kekuatan kompresi gipsum daur ulang. Limbah gipsum yang digunakan juga tidak boleh terkontaminasi oleh zat lain, maka dari itu proses pemisahan dan pengelompokkan merupakan langkah awal proses daur ulang.

2.5.3 Mekanisme Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Sifat reversibel yang dimiliki gipsum dapat mengubah partikel dihidrat menjadi partikel hemihidrat dan sebaliknya karena adanya peristiwa dehidrasihidrasi atau keluar masuknya partikel air. 4 Untuk memperoleh bubuk gipsum daur ulang maka partikel dihidrat harus diubah menjadi parikel hemihidrat, ini diperoleh apabila partikel air dikeluarkan dari senyawa kalsium sulfat dihidrat. Peristiwa dehidrasi atau keluarnya partikel air dapat terjadi melalui proses pemanasan atau kalsinasi. Hal ini dibuktikan oleh penelitian yang telah dilakukan oleh Ibrahim 1995 dan Abidoye dan Bello 2010. Mereka menyatakan bahwa daur ulang gipsum dapat dilakukan melalui proses pemanasan dan hasilnya menunjukkan mikrostruktur yang mirip dengan gipsum pabrikan. 5-9 Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat CaSO 4. 2H 2 O apabila dipanaskan pada suhu 200 °C akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H 2 O dan berubah menjadi kalsium sulfat hemihidrat CaSO 4. ½H 2 O. 2CaSO 4 .2H 2 O + pemanasan  CaSO4 2 .H 2 O + 3H 2 O Kalsium sulfat dihidrat Kalsium sulfat hemihidrat Sesuai dengan prinsipnya, proses daur ulang harus menghasilkan produk yang mirip dengan aslinya, maka daur ulang gipsum kedokteran gigi harus memenuhi kriteria yang mirip dengan gipsum pabrikan. Gipsum kedokteran gigi memiliki karakteristik seperti setting expansion, perubahan dimensi, kekuatan kompresi, wp ratio dan setting time. Ary 2012 melakukan penelitian tentang perbandingan setting time gipsum daur ulang tipe III dengan gipsum tipe III pabrikan, hasilnya menunjukkan ada perbedaan antara setting time gipsum tipe III daur ulang berdasarkan perbandingan air dan bubuk. Setting time tercepat diperoleh dengan wp ratio 60 ml : 100 gram yaitu 3,3171 menit, dan setting time terlama diperoleh dengan wp ratio 90 ml : 100 Universitas Sumatera Utara gram yaitu 28,4315 menit. Sedangkan setting time gipsum daur ulang yang paling mendekati setting time gipsum pabrikan diperoleh dengan wp ratio 80 ml : 100 gram yaitu 23,0808 menit. 19 Sri 2014 meneliti mengenai perbandingan perubahan dimensi antara gipsum tipe III pabrikan dengan gipsum tipe III daur ulang dan hasilnya menunjukkan perubahan dimensi gipsum tipe III daur ulang lebih kecil daripada gipsum tipe III pabrikan. Perubahan dimensi yang diteliti oleh Sri berkaitan dengan setting ekspansi, di bidang kedokteran gigi material yang memiliki perubahan dimensi yang minimum diperlukan terutama dalam pembuatan model kerja. 20 Cindy 2014 meneliti mengenai kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan dengan gipsum tipe III daur ulang dengan pemanasan menggunakan oven. Hasilnya menunjukkan kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang jauh lebih rendah dibandingkan gipsum tipe III pabrikan dengan nilai rata-rata 26,72 ± 1,43 MPa gipsum tipe III pabrikan dan 1,34 ± 0,16 MPa gipsum tipe III daur ulang. 10 Metode daur ulang gipsum dalam penelitian ini dibuat seperti proses pembentukan gipsum tipe III yaitu pemanasan di autoklaf dengan suhu 120º - 130ºC, hal ini dikarenakan limbah gipsum berasal dari gipsum tipe III dan hasil daur ulang yang diharapkan dapat digunakan sesuai fungsi pemakaian gipsum tipe III pula, yaitu untuk pembuatan model kerja. Nilai kekuatan kompresi gipsum untuk pembuatan model kerja harus tinggi, maka pada tahap ketiga proses daur ulang, yaitu pencampuran yang bertujuan untuk mendapatkan bahan yang lebih bermanfaat, dapat ditambahkan garam dapur untuk meningkatkan kekuatan kompresinya. Hal ini didasari dengan teori pembentukan gipsum tipe IV yaitu dilakukan pemanasan dengan sedikit asam organik atau garam dengan air di dalam autoklaf, proses ini menghasilkan partikel gipsum yang berbentuk kuboid dan lebih padat, sehingga memiliki kekuatan kompresi yang lebih tinggi daripada gipsum tipe III. 7,13 Universitas Sumatera Utara 2.6 Garam Dapur 2.6.1 Definisi Garam Dapur Garam dapur adalah sejenis mineral yang lazim dimakan manusia . Garam dapur merupakan salah satu kebutuhan yang merupakan pelengkap dari kebutuhan pangan dan merupakan sumber elektrolit bagi tubuh manusia. Bentuknya kristal putih, dihasilkan dari air laut . Biasanya garam dapur yang tersedia secara umum adalah natrium klorida NaCl. 21

2.6.2 Kandungan Garam Dapur

Sesuai dengan SK Menteri Perindustrian Nomor 29MSK21995 tentang pengesahan serta penerapan Standar Nasional Indonesia SNI nomor 01-3556-2000, garam dapur adalah garam yang memiliki kadar NaCl minimal 94,7, air maksimal 7, iodium KIO 3 30 mgkg dan beberapa kandungan logam lain seperti timbal Pb maksimal 10 mgkg, tembaga Cu maksimal 10 mgkg, raksa Hg maksimal 0,1 mgkg dan arsen As maksimal 0,1 mgkg. 22-23

2.7 Mekanisme Garam Dapur Meningkatkan Kekuatan Kompresi Gipsum

Garam dapur atau NaCl pada umumnya banyak digunakan dalam proses manipulasi gipsum sebagai akselerator. Bahan akselerator adalah bahan kimia yang ditambahkan pada saat manipulasi gipsum untuk memperpendek setting time, biasanya berbentuk garam. 1 Beberapa penelitian menyatakan bahwa pemberian larutan garam dapur juga dapat meningkatkan kekuatan kompresi dari gipsum. Shen 1981 dalam penelitiannya menyatakan bahwa pemberian larutan garam dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum dalam waktu 24 jam. 24 Christine 2012 meneliti tentang pengaruh penambahan larutan garam dapur dan NaCl 2 terhadap setting time dan kekuatan kompresi gips tipe III sebagai bahan model kerja gigitiruan. Hasil penelitian menunjukkan nilai rerata kekuatan kompresi gips tipe III dengan penambahan larutan garam dapur adalah 28,34±2 MPa, kelompok gips tipe III dengan penambahan NaCl 2 adalah 23,67±2,1 MPa, dan kelompok gips tipe III Universitas Sumatera Utara tanpa penambahan larutan garam adalah 25,71±2,22 MPa. Kelompok gipsum yang ditambah larutan garam dapur menunjukkan nilai rerata tertinggi dibandingkan dengan kelompok lainnya, dalam pembahasannya Christine mengungkapkan hal ini terjadi karena garam dapur yang dipakai tidak hanya mengandung senyawa NaCl, namun juga mengandung beberapa unsur logam lain seperti Pb, Cu, Hg dan As yang umumnya bersifat keras. Adanya logam-logam tersebut yang menyebabkan meningkatnya kekuatan kompresi gipsum. 15 Aipipidely 2013 meneliti tentang perbedaan kekuatan kompresi dental plaster dengan penambahan larutan garam dapur dalam berbagai variasi konsentrasi. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan kekuatan kompresi dengan penambahan larutan garam dapur 1,5 yaitu sebesar 12,2 MPa, sementara kekuatan kompresi dental plaster yang tidak diberikan tambahan larutan garam dapur kontrol sebesar 8,63 MPa. Hal tersebut menunjukkan adanya peningkatan kekuatan kompresi, berdasarkan pembahasannya hal ini terjadi karena adanya pemakaian elektron bersama dari bubuk hemihidrat gipsum dan NaCl, sehingga terjadi ikatan-ikatan kimia yang stabil. 14 Universitas Sumatera Utara 22 kalsinasi Mineral Gipsum CaSO 4 .2H 2 O Air Gipsum CaSO 4 .½H 2 O Klasifikasi Tipe I Tipe II Tipe III Tipe IV Tipe V Karakteristik Setting Expansion Kekuatan Kompresi WP Ratio Setting Time WP Ratio Kecepatan Waktu Pengadukan Akselerator Retarder Kemurnian Bubuk Gipsum Suhu Kelembaban Udara Pemanasan autoklaf 120 °C -130°C Pemanasan autoklaf + asam organik garam 140 °C Perubahan Dimensi Fungsi Model Kerja CaSO 4 .2H 2 O Limbah Daur Ulang Faktor yang Memengaruhi Mekanisme Syarat Gipsum Daur Ulang Murni CaSO 4 .½H 2 O Karakteristik Setting Expansion Perubahan Dimensi Kekuatan Kompresi WP Ratio Setting Time Gipsum Daur Ulang + Larutan Garam Dapur CaSO 4 .½H 2 O Molekul air terperangkap dalam kisi kristal gipsum  jarak antara kristal gipsum renggang Penanggulangan : Penambahan Larutan Garam Dapur pada Suhu 128 °C  jarak antara kristal gipsum rapat kalsinasi r e v e r s i b e l Kelemahan : Kekuatan kompresi menurun Universitas Sumatera Utara 23

2.9 Kerangka Konsep