Rumusan Masalah Dalam penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : Tujuan Penelitian Kerangka Teori Kerangka Konsep

ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4 sebagai bahan model kerja gigitiruan.

1.3 Rumusan Masalah Dalam penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Berapanilai kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4 sebagai bahan model kerja gigitiruan? 2. Apakah ada perbedaankekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4 sebagai bahan model kerja gigitiruan?

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui berapa nilaikekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4 sebagai bahan model kerja gigitiruan. 2. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4 sebagai bahan model kerja gigitiruan.

1.5 Manfaat Penelitian

1.5.1 Manfaat Teoritis

1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi atau sumbangan bagi pengembangan ilmu pengetahuan kedokteran gigi khususnya di bidang Prostodonsia. 2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk melakukan penelitian lebih lanjut. Universitas Sumatera Utara

1.5.2 Manfaat Praktis

1. Penelitian ini dapat memberikan masukan bagi dokter gigi, laboran maupun masyarakat untuk melakukan daur ulang limbah gipsum tipe III. 2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi masukan informasi bagi dokter gigi dan laboran tentang kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4. Universitas Sumatera Utara

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gipsum

Gipsum adalah mineral yang terdapat di berbagai belahan dunia. 1 Gipsum merupakan produk industri yang merupakan hasil reaksi kimia. 1 Gipsum pertama kali ditemukan di kota Paris dan digunakan dalam bidang kedokteran gigi pada tahun 1756. 22 Dalam bidang kedokteran gigi gipsum lebih dikenal dengan nama gips. Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat murni dengan rumus kimia CaSO 4 .2H 2 O kemudian mengalami pemanasan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat CaSO 4 .½H 2 O. 1,2,5-6 Kalsium Sulfat Hemihidrat CaSO 4 .½H 2 O digunakan dalam kedokteran gigi sebagai bahan untuk pembuatan model atau dai dari struktur rongga mulut dan untuk konstruksi gigitiruan. 4 Secara khusus gipsum di Prostodonsia digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan.

2.1.1 Klasifikasi Gipsum

American Dental Association ADA no 25 mengklasifikasikan gipsum menjadi 5 tipe yaitu : 4 1. Tipe I Plaster Impression. Tipe ini mengandung plaster of paris yang mengalami regulasi untuk setting time dan setting expansion. Tipe ini sudah jarang digunakan karena sudah digantikan dengan penggunaan material yang tidak terlalu kaku seperti hidrokoloid dan elastomer. 1,8 2. Tipe II Plaster Model. Gipsum tipe II pada umumnya digunakan untuk pembuatan model studi dan untuk mengisi cetakan dalam pembuatan model gigitiruan. 1,8,17 Gipsum tipe II metode pembentukan yaitu dengan pemanasan pada ketel terbuka suhu 110-120 o C sehingga menghasilkan -Hemihidrat. 2 Bentuk kristalnya menyerupai spons dan tidak teratur. 1 Universitas Sumatera Utara Pemanipulasian gipsum tipe II ini tergolong mudah sehingga cukup banyak digunakan. 17 Tipe ini mempunyai kekuatan kompresi yang rendah yaitu 9 MPadan tersedia dalam warna putih. 1,8,17 3. Tipe III Dental Stone. Gipsum tipe III dikenal dengan nama dental stone. Metode pembentukan gipsum tipe III yaitu dengan pemanasan di autoklaf pada suhu 120-130 o C sehingga dihasilkan α-Hemihidrat. 1 Gipsum tipe ini mempunyai sifat akurat, keras, konsistensi yang halus, serta lebih kuat dari gipsum tipe II. 17 Pemanipulasian gipsumini menggunakan air yang lebih sedikit dari gipsum tipe II karena mempunyai bentuk partikel yang lebih padat, prismatik dan teratur. 1 Gipsum ini digunakan sebagaibahan model kerja untuk pembuatan model gigitiruan sebagian dan gigitiruan penuh. 1,17 Gipsum ini mempunyai kekuatan kompresi 20,7 MPa sampai 34,5 MPa 5000 Psi. 1 4. Tipe IV Dental Stone, High Strength. Gipsum tipe IV merupakan modifikasi dari gipsum tipe III. 17 Metode pembentukan gipsum tipe ini yaitu dengan memanaskan mineral gipsum di dalam asam organik atau garam pada suhu 140 o C kemudian dicuci dengan air panas suhu 100 o C. 2 Gipsum ini mempunyai susunan partikel yang padat. 1,8,17 Gipsum ini bila dibandingkan dengan gipsum tipe I,II,III mempunyai kekuatan yang lebih tinggi. Gipsum tipe IV digunakan untuk dai. 17 5. Tipe V Dental Stone, High Strength, High Expansion. 4 Gipsum tipe V adalah gipsum yang sangat kuat bila dibandingkan dengan tipe gipsum yang lain. 17 Gipsum tipe V digunakan sebagai dai untuk mengimbangi pengerutan casting logam pada saat pendinginan setelah pemanasan suhu tinggi. 10 Metodepembentukan gipsum tipe IV dan V sama tapi, gipsum tipe IV dilakukan penambahan garam untuk mengurangi setting expansion. Partikel gipsum tipe V lebih halus dibandingkan tipe lainnya sehingga perbandingan air dan bubuk tipe ini rendah. Kekuatan kompresi gipsum tipe V adalah yang paling tinggi yaitu 48,3 Mpa. 8 Universitas Sumatera Utara

2.1.2 Karakteristik Gipsum

Karateristik gipsum meliputi : a. Perubahan Dimensi Perubahan dimensi adalah keadaan yang dipengaruhi oleh setting expansion dan ekspansi higroskopis dari gipsum. Setting expansion yang terjadi pada proses pengerasan gipsum disebabkan oleh adanya dorongan ke luar oleh pertumbuhan kristal Dihidrat. Semakin besar setting expansion maka perubahan dimensi lebih rendah. 1,8 Hesmati dkk 2002 meneliti perubahan dimensi dipengaruhi oleh bahan yang digunakan, teknik dan cara manipulasi. 9 b. Setting Time Setting time adalah waktu yang dibutuhkan gipsum untuk menjadi keras dan dihitung sejak gipsum kontak dengan air. 1,8,10,25 Setting time dipengaruhi oleh waktu, kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubukwater powder ratio, adanya akselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum. 8 Setting time pada gipsum tipe III adalah 12±4 menit. Setting time terjadi dalam dua tahap, yaitu : 1. Initial Setting Time Initial setting time dihitung setelah pengadukan selesai dalam waktu 1 menit dan ketika working time dimulai. Waktu ini dimulai saat adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan dengan bantuan vibrator mekanis. Viskositas adonan akan mengalami peningkatan, daya alir akan berkurang dan gipsum akan kehilangan kilatnya. Kilat yang ada sebelumnya menghilang menandakan bahwa gipsum sudah mencapai initial setting time. 22 2. Final Setting Time Final setting time dihitung ketika gipsum dikeluarkan dari cetakan. Pada saat ini gipsum mempunyai kekerasan dan ketahanan terhadap abrasi yang minimal. Pada reaksi pengerasan akhir, reaksi kemis telah selesai dan model akan menjadi dingin ketika disentuh. 1 Universitas Sumatera Utara c. Kekuatan Kompresi Kekuatan kompresi adalah sifat mekanik yang digunakan untuk menilai kekuatan suatu gipsum. 10 Kekuatan kompresi didapat pada saat sampel gipsum pecah. Kekuatan kompresi merupakan faktor penting untuk menilai ketahanan bahan terhadap terjadinya abrasi dan fraktur. Nilai kekuatan kompresi minimun akan didapat sesaat setelah setting time. 10,25 Kekuatan kompresi minimal pada gipsum tipe III adalah 20,7 MPa. 1 d. Perbandingan Air dan BubukWater Powder Ratio Perbandingan air dan bubukmerupakan faktor penting dalam penentuan sifat fisik dan kimia pada akhir produk gipsum. 25 Tipe gipsum akan memengaruhi perbandingan air dan bubuk karena adanya perbedaan bentuk dan ukuran kristal Kalsium Sulfat Hemihidrat. 8 Gipsum tipe II membutuhkan banyak air ketika pengadukan karena bentuk partikel gipsum tipe II tidak beraturan dan porositas tinggi. 1 Gipsum tipe III membutuhkan lebih sedikit air daripada gipsum tipe II dan lebih banyak air dibandingkan dengan gipsum tipe IV. Pada gipsum tipe III perbandingan air dan bubuk adalah 30 ml air dan 100 gram bubuk gipsum. 1 e. Setting Expansion Setting expansion terjadi selama proses pengerasan gipsum yang terjadi pada semua jenis gipsum. Setting expansion merupakan hasil dari pertumbuhan kristal- kristal gipsum ketika terjadi penggabungan. 26 Pengontrolan setting expansion dapat dilakukan dengan melakukan penambahan zat kimia. 1 Hesmati dkk 2002 meneliti setting expansion pada gipsum akan sempurna dalam waktu 96 jam 4 hari. 9 Pada gipsum tipe III setting expansion yang terjadi adalah 0-0,20 . Tabel 1. Karakteristik Gipsum 1,8,27 Tipe Gipsum Setting Time menit Kekuatan Kompresi min Perbandingan Air dan Bubuk Setting Expansion Range Mpa Psi I Plaster, Impression 4±1 4,0 580 0,40-0,75 0-0,15 II Plaster Model 12±4 9,0 1300 0,45-0,50 0-0,30 III Dental Stone 12±4 20,7 3000 0,28-0,30 0-0,20 IV Dental Stone, High Strength 12±4 34,5 5000 0,22-0,24 0-0,10 V Dental Stone, High Strength, High Expansio, 12±4 48,3 7000 0,18-0,22 0-10,30 Universitas Sumatera Utara

2.2 Model Gipsum

Gipsum dalam kedokteran gigi digunakan sebagai pembuatan model gigitiruan. Model gigitiruan adalah replika dari permukaan rongga mulut yang mencakup gigi, jaringan lunak dan lengkung edentulus. 6 Model gigitiruan akan membantu dokter gigi untuk menerangkan masalah yang dimiliki oleh pasien di dalam rongga mulutnya. 6,17 Selain itu, model gigitiruan digunakan untuk pembuatan model gigitiruan sebagian dan gigitiruan penuh. 10 Pembuatan model mempunyai beberapa syarat, diantaranya : 6 a. Model harus kuat dan keras. b. Stabilitas dimensi harus dipertahankan selama dan setelah proses pengerasan. c. Tidak melengkung atau mengalami distorsi. d. Mempunyai setting time yang tepat. e. Tidak mudah pecah atau rusak selama proses laboratorium atau pengukiran malam. f. Dapat digunakan untuk semua jenis bahan cetak. g. Resisten terhadap abrasi dan fraktur.

2.2.1 Jenis Model Gipsum

Model terbagi atas dua jenis yaitu : model studi model diagnostik dan model kerja. Model studi adalah model yang sering digunakan oleh dokter gigi. Model studi dibuat dari Dental Plaster atau gipsum tipe II. 26 Model studi mempunyai beberapa kegunaan diantaranya : 26 a. Memperlihatkan gambaran tiga dimensi dari keadaan jaringan keras dan lunak rongga mulut. b. Sebagai media pembelajaran tentang relasi dari lengkung rahang. c. Sebagai media pembelajaran tentang ukuran gigi, letak dan bentuk serta hubungan rahang. d. Sebagai media pembelajaran tentang jaringan keras dan lunak dalam pandangan lingual ketika gigi dioklusikan. Universitas Sumatera Utara e. Sebagai media perbandingan antara keadaan sebelum dan sesudah dilakukan perawatan. f. Sebagai rekaman legal mengenai lengkung rahang pasien untuk keperluan asuransi, gugatan hukum dan forensik. Selain, model studi juga ada model kerja. Model kerja merupakan replika dari struktur rongga mulut sebagai bahan pembuatan model gigitiruan dan dapat digunakan untuk restorasi tidak langsung contohnya pembuatan gigitiruan cekat. 28-29 Model kerja biasanya terbuat dari dental stone atau lebih dikenal dengan gipsum tipe III. Dalam pemakaian model kerja sangat diperlukan kekuatan kompresi yang baik untuk menahan tekanan yang terjadi selama dilakukannya prosedur laboratorium agar hasil yang didapatkan akurat. 26,28

2.3 Kekuatan Kompresi

Kekuatan kompresi adalah kekuatan yang ditentukan melalui nilai maksimum dari spesimen dibagi dengan luas spesimen. Nilai kekuatan kompresi didapatkan setelah spesimen pecah. 5,30 Kekuatan kompresi diukur menggunakan alat uji tekan Universal Testing Machine dinyatakan dengan satuan Mega Pascal MPa. 31 Menurut spesifikasi American Dental Assosiation ADA no 25, spesimen mencapai kekuatan kompresi minimum 1 jam setelah mengeras dan pengerasan maksimum dapat dicapai dalam waktu 24 jam 1 hari setelah pengadukan. 1,8 Hesmati dkk 2002 meneliti setting expansion yang terjadi pada gipsum akan sempurna setelah 96 jam 4 hari. Setting expansion yang terjadi pada gipsum berkaitan dengan pembentukan nukleus kristal pada gipsum. 26 Ketika setting expansion telah sempurna maka jarak antar nukleus kristal gipsum menjadi semakin dekat sehingga tidak ada ruang kosong dalam pembentukan kristal gipsum. 1 Kekuatan kompresi sangat dibutuhkan pada model kerja gigitiruan karena kekuatan kompresi merupakan suatu kemampuan bahan untuk menahan terjadinya fraktur dan menahan terjadinya abrasi. 25 Sehingga pada saat pembuatan model gigitiruan di model kerja tekanan yang terjadi selama prosedur laboratorium tidak akan memengaruhi hasil dari gigitiruan. Universitas Sumatera Utara

2.3.1 Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Kompresi

Kekuatan kompresi dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu ruangan dan tekanan atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum. 1,8,27

2.3.1.1 Waktu dan Kecepatan Pengadukan

Waktu pengadukan merupakan faktor yang memengaruhi kekuatan kompresi karena peningkatan waktu pengadukan akan meningkatkan kekuatan kompresi gipsum. Namun bila, pengadukan dilakukan lebih dari 1 menit dapat mengakibatkan kristal-kristal gipsum yang terbentuk menjadi pecah dan jalinan kristal yang terbentuk diakhir menjadi lebih sedikit sehingga kekuatan kompresi menjadi rendah. 1,8 Ketika melakukan pengadukan harus dilakukan secara kombinasi. Tahap awal pengadukan dilakukan secara manual menggunakan spatula kemudian dilanjutkan dengan vibrator. Vibrator digunakan untuk mencegah terjebaknya udara selama pengadukan yang dapat menyebabkan terjadinya porositas sehingga kekuatan kompresi model kerja menjadi rendah dan hasil yang didapatkan tidak akurat. 29 Pengadukan harus dilakukan secara cepat dan periodik. Spatula digunakan untuk mencampur seluruh air dan bubuk gipsum di dalam rubber bowl. Pengadukan dengan spatula dalam setiap 1 detik harus dilakukan dengan kecepatan 2 rpm revolution per minute. 1,25,27 Setelah pengadukan dengan spatula dilanjutkan dengan pengadukan secara mekanik menggunakan vacum mixer. 31

2.3.1.2 Perbandingan Air dan Bubuk

Kekuatan kompresi sangat dipengaruhi oleh perbandingan air dan bubuk yang digunakan. Perbandingan air dan bubuk juga akan memengaruhisetting expansion. 32 Perbandingan air dan bubuk besar menyebabkan setting expansion menjadi lebih kecil dan menyebabkan nukleus kristal yang terbentuk semakin sedikit karena interaksi kristal-kristal dihidrat sedikit sehingga kekuatan kompresi menurun. 1 Sebaliknya, jika perbandingan air dan bubuk rendah maka akan menyebabkan kandungan air menjadi sedikit sehingga jarak antar kristal menjadi lebih dekat Universitas Sumatera Utara sehingga kekuatan kompresi meningkat. 1 Perbandingan air dan bubuk dipengaruhi secara langsung oleh ukuran partikel, bentuk partikel dan porositas gipsum. 26 Semakin porositas partikel kristal gipsum, semakin banyak air yang diperlukan untuk mengubah partikel Hemihidrat menjadi Dihidrat. 26 Partikel gipsum yang lebih besar, tidak beraturan dan porositas seperti plaster of paris membutuhkan air yang lebih banyak. 26,32 Penggunaan air yang lebih banyak pada bubuk gipsum akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum menjadi lebih rendah. 11,26

2.3.1.3 Akselerator dan Retarder

Akselerator dan retarder merupakan zat aditif yang ditambahkan ke dalam gipsum. 1 Hatim dkk 2007 meneliti penambahan zat aditif dapat meningkatkan kekuatan kompresi yang dipengaruhi oleh konsentrasi bahan kimia yang ditambahkan kedalam gipsum. 19 Zat aditif digunakan untuk memodifikasi sifat yang dimiliki oleh gipsum. 3 Salah satu modifikasi sifat yang terjadi adalah kecepatan pengerasan gipsum. Kecepatan pengerasan dipengaruhi oleh kecepatan kelarutan Hemihidrat. 1 Bahan akselerator adalah zat aditif yang akan mempercepat setting time gipsum. Reaksi pada akselerator terjadi karena pembentukan kristal pada gipsum terjadi lebih cepat. Adapun beberapa contoh akselerator adalah K 2 SO 4 2-3, Na 2 SO 4 3-4 , Terra Alba 1, NaCl 2 dan lain-lain. Akselerator biasanya digunkaan dalam bentuk larutan. Retarder adalah suatu bahan kimia yang ditambahkan pada gipsum untuk memperlambat setting time. 1 Beberapa contoh retarder adalah Boraks, Asetat, Potassium Sitrat, NaCl 2, Na 2 SO 4 4 , Sodium Sitrat dan lain-lain. Penambahan bahan kimia seperti akselerator dan reterder akan memengaruhi kemurnian gipsum dan mengurangi kohesi antar kristal yang terbentuk. 1,8

2.3.1.4 Suhu Ruangan dan Tekanan Atmosfer

Gipsum yang disimpan pada suhu ruangan 90 –100 o C dapat menyebabkan pengerutan karena kristalisasi air yang keluar pada saat partikel Dihidrat menjadi Hemihidrat. 8 Pengerutan yang terjadi akan menyebabkan kekuatan kompresi gipsum Universitas Sumatera Utara akan menurun. 1,8 Kenaikan suhu yang terjadi juga akan mempercepat reaksi kimia pada gipsum dan reaksi kimia ini akan mengakibatkan sebagian kristal Hemihidrat tidak berubah menjadi kristal Dihidrat. 3

2.3.1.5 Kemurnian Bubuk Gipsum

Kemurnian bubuk gipsum akan memengaruhi proses pengerasan bubuk gipsum. Semakin murni gipsum maka proses setting akan terjadi lebih cepat. Hal ini dipengaruhi oleh kelarutan Hemihidrat dan nukleus gipsum yang terbentuk lebih banyak sehingga kecepatan kristalisasi gipsum semakin besar. 1 Selain itu, perbandingan air dan bubuk yang dibutuhkan lebih rendah sehingga kekuatan kompresi yang dihasilkan oleh gipsum akan meningkat. 26 Selain waktu dan kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu ruangan dan tekanan atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum terdapat berat jenis gipsum yaang akan memengaruhi kekuatan kompresi. Berat jenis menggambarkan keadaan berat gipsum terhadap volume yang dimiliki gipsum dan kohesi partikel gipsum. Berat jenis gipsum yang tinggi menggambarkan semakin banyaknya kohesi yang terjadi antar partikel gipsum, dimana kohesi yang terjadi antar partikel gipsum akan mengisi rongga-rongga yang terdapat di dalam gipsum. 33 Sebaliknya, bila berat jenis gipsum rendah maka kohesi antar partikel semakin rendah dan akan banyak terbentuk rongga kosong di dalam gipsum yang lebih dikenal dengan porositas. 33 Porositas pada gipsum berkaitan erat dengan kohesi antar partikel gipsum. 33 Semakin porositas suatu partikel maka akan semakin rendah kekuatan kompresinya. Hal ini terjadi karena porositas dapat menyebabkan penyerapan air besar sehingga akan meningkatkan perbandingan air dan bubuk gipsum yang akan mengakibatkan penurunan kekuatan kompresi gipsum. 6 Zeki dkk 2009 menyatakan bahwa peningkatan perbandingan air dan bubuk akan menyebabkan rongga kosong pada gipsum yang akan diisi oleh air sehingga kohesi antar partikel gipsum menurun dan menyebabkan kekuatan kompresi gipsum menjadi rendah. 33 Universitas Sumatera Utara

2.3.2 Cara Pengujian Kekuatan Kompresi

Pengukuran kekuatan kompresi dilakukan dengan pembuatan spesimen yang sesuai dengan spesifikasi menurut American Dental Association ADA no 25. 4 Setelah spesimen dibuat dibiarkan sampai kering dan kemudain dilakukan pengujian. Pengujian dilakukan menggunakan alat uji tekan Universal Testing Machine dengan beban sebesar 10 KN dan hasilnya dinyatakan dalam satuan Mega Pascal MPa. 31

2.4 Daur Ulang Gipsum

Daur ulang menurut SNI 19-1754-2002 adalah proses pengolahan sampah atau limbah untuk menghasilkan produk baru. 34 Daur ulang dilakukan untuk mengurangi terjadinya penumpukan limbah yang akan menyebabkan polusi atau pencemaran lingkungan. Kedokteran gigi dalam praktiknya akan menghasilkan banyak sampah atau limbah contohnya limbah gipsum tipe III. Gipsum tipe III merupakan bahan kedokteran gigi yang sering digunakan dan mempunyai sifat reversibel sehingga dapat dilakukan proses daur ulang. Gipsum dilakukan daur ulang dengan alasan : 34 1. Nilai ekonomi. Gipsum biasanya digunakan untuk membuat model studi maupun model kerja. 7 Model kerja yang sudah tidak digunakan lagi akan menjadi limbah dan dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir TPA. Limbah gipsum yang dilakukan daur ulang untuk meningkatkan nilai ekonominya dari limbah yang tidak berguna menjadi bahan yang bernilai dengan dilakukan proses daur ulang. 34 2. Perlindungan terhadap lingkungan. Abdelfatah dan Tabsh 2008 menyatakan limbah gipsum sangat banyak ditemukan di Tempat Pembuangan Akhir TPA. 12 Abideyo dan Bello 2010 menyatakan bahwa model yang berupa Kalsium Sulfat Dihidrat dapat menyebabkan masalah terhadap lingkungan. Polusi terjadi karena pengaruh inframerah dan radiasi yang akan membentuk senyawa gas H 2 S dan gas SO 2 . 12 Gas H 2 S di lingkungan akan membantu pembentukan gas SO 2 yang akan menyebabkan terjadinya hujan asam. 13 Universitas Sumatera Utara 3. Perlindungan tehadap kesehatan manusia. Limbah gipsum akan menghasilkan gas H 2 S dan gas SO 2 tidak hanya berbahaya terhadap lingkungan tapi juga berbahaya bagi manusia sehingga gipsum perlu dilakukan daur ulang. Gas H 2 S pada manusia dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti rinitis, kegagalan saluran pernapasan akut, pneumoni dan dapat menyebabkan kematian. 14 Gas SO 2 menyebabkan penyakit dalam dua keadaan yaitu keadaan akut dan keadaan kronis. Pada keadaan akut gas SO 2 akan menyebabkan terjadinya iritasi terhadap saluran pernapasan dan pada keadaan kronis dapat menyebabkan terjadinya penurunan toleransi tubuh tehadap gas SO 2 yang dapat meningkatkan terjadinya infeksi saluran pernapasan , kerusakan permanen paru-paru, bronkitis kronis serta empisema. 14

2.4.1 Syarat Daur Ulang Gipsum

Daur ulang gipsum dilakukan dengan beberapa syarat, diantaranya : 1. Limbah gipsum yang dapat didaur ulang berasal dari tipe gipsum yang sejenis pemisahan dan pengelompokan limbah gipsum. Tipe limbah gipsum merupakan faktor yang penting. Tipe gipsum yang berbeda jenis akan menghasilkan partikel gipsum yang berbeda. Partikel gipsum yang berbeda akan memengaruhi perbandingan air dan bubuk dalam pemanipulasian gipsum yang dihasilkan. 5 Selain itu, tipe gipsum limbah yang tidak sejenis akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum daur ulang yang dihasilkan. 2. Pemurnian limbah harus dilakukan sebelum proses pemanasan. Limbah yang ada harus dilakukan pengelompokan dan pemisahan agar diperoleh limbah yang murni dan sejenis. Pengelompokan limbah dapat dilakukan secara manual dan mekanis. 12,35 Setelah dilakukan pengelompokan dilanjutkan dengan pemurnian untuk mendapatkan bubuk gipsum yang semurni mungkin. Pemurnian dapat dilakukan secara fisik dengan menggunakan magnet yang akan memisahkan limbah gipsum dari bahan logam. 12 Universitas Sumatera Utara

2.4.2 Mekanisme Daur Ulang Gipsum

Mekanisme daur ulang adalah suatu proses yang digunakan untuk mengubah limbah menjadi bahan yang berguna. Mekanisme daur ulang ini harus menggunakan pemanasan dalam proses pembentukannya dan menggunakan ukuran partikel yang kecil. Ibrahim 1995 dan Abideyo 2010 menyatakan gipsum dapat didaur ulang dengan melakukan pemanasan. 12,15 Ibrahim dkk 1995 melakukan daur ulang dengan pemanasan di autoklaf. 15 Abideyo dan Bello 2010 melakukan penelitian gipsum tipe II dengan menggunakan oven pada suhu 120 o C, 140 o C, 160 o C, 180 o C dan 200 o C. 12 Hasil penelitian Abideyo dan Bello didapatkan pemanasan pada suhu 160 o C selama 60 menit menghasilkan kekuatan kompresi yang tinggi yaitu 273 kNm 2 . 12 Wijaya 2014 melakukan penelitian terhadap gipsum tipe III daur ulang dengan pemanasan menggunakan oven suhu 130 o Cdidapatkan kekuatan kompresi dengan rerata ± SD sebesar 2,38 ± 0,21 MPa dan pemanasan menggunakan oven suhu 160 o C mempunyai rerata ± SD kekuatan kompresi sebesar 1,31 ± 0,16 MPa. 18 Wijaya melakukan pemanasan menggunakan oven selama 40 menit. 18 Santosa 2012 melakukan daur ulang gipsum dengan 2 kali pemanasan yaitu dengan pemanasan limbah gipsum di oven suhu 105 o C selama 1 jam kemudian dihaluskan dan dilakukan pemanasan di autoklaf pada suhu 110-130 o C selama 15 menit. 36 Hasil penelitian yang dilakukan Santosa menunjukkan tidak ada perbedaan ketepatan dimensi horizontal yang signifikan antara gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang. 36 Bardela dan Camarini 2006 menyatakan bahwa gipsum pabrikan dan gipsum daur ulang mempunyai mikrostruktur yang sama dengan bentuk seperti jarum kristal. 16 Partikel gipsum daur ulang yang digunakan harus menggunakan ukuran partikel gipsum yang kecil. American Dental Assosiation ADA menyatakan gipsum yang digunakan untuk kedokteran gigi harus mempunyai ukuran partikel 0,045-0,250 mm dan setiap bubuk harus melewati saringan ukuran 0,250 mm. 33 Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat CaSO 4. 2H 2 O yang dilakukan pemanasan. Dalam pemanasan gipsum akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H 2 O akan mengalami perubahan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat CaSO4.½H 2 O yang digunakan dalam bidang kedokteran gigi. 2,6 Universitas Sumatera Utara CaSO 4. 2H 2 O + Pemanasan  CaSO 4 .½H 2 O + 3H 2 O Kalsium Sulfat Dihidrat Kalsium Sulfat Hemihidrat Air Reaksi yang terjadi pada gipsum bersifat reversibel. Jika Kalsium Sulfat Hemihidrat CaSO4.½H 2 O direaksikan kembali dengan air akan membentuk reaksi awal yaitu Kalsium Sulfat Dihidrat CaSO 4. 2H 2 O. Secara kimiawi reaksi pada gipsum dinyatakan, sebagai berikut : 2,5 CaSO 4 . ½H 2 O + 1½H 2 O  CaSO 4. 2H 2 O + 3900 Kalorigram mol Kalsium Sulfat Hemihidrat Air Kalsium Sulfat Dihidrat Reaksi ini merupakan reaksi yang menghasilkan panas ekstoterm. Jika 1 gram mol Kalsium Sulfat Hemihidrat CaSO4.½H2O bereaksi dengan 1,5 gram mol air maka akan terbentuk 1 gram mol Kalsium Sulfat Dihidrat CaSO 4. 2H 2 O dan melepaskan panas sebesar 3900 kalori. 2 Dalam melakukan daur ulang dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia yang dapat meningkatkan manfaat dari gipsum. 34 Gipsum dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia berupa penambahan asam organik atau garam contohnya penambahan CaCl 2 pada gipsum tipe IV. 5 Penambahan garam pada gipsum tipe IV dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum yang dihasilkan. 29

2.4.3 Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Kompresi Daur Ulang Gipsum

Beberapa faktor yang memengaruhi kekuatan kompresi daur ulang gipsum, sebagai berikut : 1. Proses daur ulang yang dilakukan harus sesuai dengan proses pembentukan gipsum. Proses daur ulang harus sesuai dengan proses pembentukan karena proses pembentukan yang tidak sejenis akan menghasilkan bubuk Hemihidrat yang berbeda. Pemanasan suhu 110-120 o C dengan ketel terbuka, Kalsium Sulfat Dihidrat mempunyai 2 molekul air dalam 1 molekul Kalsium Sulfat akan mengalami perubahan menjadi bubuk Hemihidrat 1 molekul air dan 2 molekul Kalsium Sulfat yang dikenal dengan nama plaster of paris -Hemihidrat. 1,8 Sedangkan bila, dilakukan pemanasan pada suhu 120-130 o C dengan tekanan akan menghasilkan Universitas Sumatera Utara Kalsium Sulfat α-Hemihidrat atau dikenal dengan dental stone. 1 Plaster of paris dan dental stoneini mempunyai mineral yang sama tetapi berbeda pada ukuran kristal yang terbentuk. Plaster of paris merupakan agregasi fibrous dari kristal halus dengan pori kapiler dan mempunyai bentuk kristal spons dan tidak teratur. Dental stone mempunyai kristal yang berbentuk prismatik dan padat. 1,8 Perbedaan bentuk kristal akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum. Semakin teratur dan halus partikel gipsum maka akan menghasilkan kekuatan kompresi yang tinggi. 2. Lama penyimpanan dan keadaan lingkungan penyimpanan limbah gipsum. Lama penyimpanan dan keadaan lingkungan penyimpanan suhu dan kelembaban dapat memengaruhi jumlah kandungan air dalam limbah gipsum. 5 Penyimpanan limbah pada suhu 90 o C dan kelembaban yang rendah akan menyebabkan pengerutan yang terjadi ketika kristalisasi air dikeluarkan dan dihidrat berubah menjadi hemihidrat. 1,8 Pengerutan yang terjadi akan menyebabkan penurunan kekuatan kompresi gipsum. Muhammad dkk 2011 menyatakan kekuatan kompresi secara proposional harus memperhatikan waktu pengeringan gipsum. 29 Penyimpanan gipsum yang lama maka akan menurunkan kadar air yang dimiliki oleh gipsum. Lamanya penyimpanan gipsum berkaitan dengan proses pengeringan gipsum. Selain itu, kadar air yang sedikit pada gipsum akan meningkatkan kekuatan kompresi gipsum. 27

2.5 Zink Sulfat

Zink Sulfat merupakan senyawa anorganik yang terbentuk melalui reaksi Asam Sulfat H 2 SO 4 dengan Zink Zn 2+ . Zink Sulfat merupakan garam yang esensial dalam bidang kesehatan. Zink sulfat ini adalah zat padat yang berwarna putih sehingga dikenal dengan nama Virtiol Putih.Selain itu, Zink Sulfat juga dikenal dengan nama Seng Sulfat dan Goslarit. 37 Zink Sulfat dapat digunakan sebagai zat aditif dan akselerator. Zink Sulfat dapat bertindak sebagai zat aditif maupun zat akselerator ditentukan oleh tujuan penambahannya. Universitas Sumatera Utara

2.5.1 Sifat Zink Sulfat Z

ink Sulfat yang mempunyai rumus kimia ZnSO 4 . Zink Sulfat ini mempunyai beberapa sifat yaitu : 37 Berat Molekul : 161,47 grmol Penampilan : Serbuk kristal putih Bau : Tidak berbau Densitas : 3,45 grcm3 Titik Lebur : 680 C terurai Titik Didih : 740 C Kelarutan dalam Air : 57,7 gr100 Ml Indeks Bias np :1,658 Entropi Molar Standar : 120 Jmol-1k Entalpi Pembentukan Standar : -983 KJMol MSDS : ICSC 1698 Indeks Uni Eropa : 029-006-00-9 Titik Nyala : Tidak mudah terbakar Senyawa Terkait : Tembaga II Sulfat

2.5.2 Reaksi Zink Sulfat dengan Gipsum

Zink Sulfat ketika direaksikan dengan gipsum CaSO 4 .½H 2 O akan menghasilkan garam ganda. Reaksi ini terjadi ketika Zink Sulfat dalam keadaan melebur. Zink Sulfat dan gipsum yang telah mengalami peleburan akan membentuk ikatan koordinasi, ikatan kovalen dan ikatan logam. 21-23 Reaksi antara Zink Sulfatdengan gipsum dapat dilihat pada persamaan reaksi, sebagai berikut : CaSO 4 .½H 2 O s + ZnSO 4l CaSO 4 .ZnSO 4 .½H 2 O 20 Kalsium Sulfat Hemihidrat Zink Sulfat Garam Ganda Universitas Sumatera Utara Berdasarkan reaksi yang terbentuk, maka akan membentuk ikatan sebagai berikut : O O O O S Ca 2= – Zn 2+ S ½ H 2 O O O O O Ikatan Logam Ikatan Koordinasi Ikatan Kovalen Garam ganda adalah garam yang mengandung lebih dari satu kation atau anion. Garam ganda terbentuk ketika lebih dari satu jenis garam dilarutkan dalam cairan dan terjadi pengkristalan secara teratur. 21 Ikatan koordinasi adalah ikatan melalui pemakaian bersama elektron yang berasal dari salah satu atomionmolekul yang memiliki pasangan elektron bebas. 22 Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk antar atom non logam yang terjadi melalui pemakaian bersama pasangan elektron. 22 Sedangkan ikatan logam adalah ikatan yang menyatukan atom-atom logam. 23 Ikatan-ikatan kimia yang terbentuk pada reaksi Zink Sulfat dan gipsum akan meningkatkan sifat kimia dari gipsum. Zink Sulfat dan gipsum akan saling berikatan sehingga akan sulit untuk dipisahkan. Ikatan yang erat antara Zink Sulfat dan gipsum akan meningkatkan sifat fisik dari gipsum terutama kekuatan kompresi. Sehingga kekuatan kompresi gipsum yang telah ditambah dengan Zink Sulfat akan lebih tinggi. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara penggerusan Setting Expansion Kekuatan Kompresi WP Ratio Setting Time Perubahan Dimensi Mineral Gipsum CaSO 4 .2H 2 O Air Klasifikasi Gipsum Tipe I Tipe II Tipe III Tipe V Perubahan Dimensi Setting Time WP Ratio Setting Expansion Limbah Daur Ulang Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Syarat R E V E R S I B E L Kekuatan Kompresi Kalsinasi Pemanasan di autoklaf t = 128 O C Waktu Kecepatan Pengadukan Akselelator Retarder Perbandingan Air dan Bubuk Molekul Air Terperangkap Dalam Kristal Gipsum  Jarak Antar Partikel Gipsum Jauh Kelemahan : Kekuatan Kompresi Menurun Kemurnian Bubuk Gipsum Suhu Ruangan Tekanan Atmosfer Gipsum Tipe III Daur Ulang CaSO 4 .½H 2 O + Zink Sulfat 4 Karakteristik Karakteristik Gipsum CaSO 4 .½H 2 O Model Kerja CaSO 4 .2H 2 O Fungsi Penanggulangan : Penambahan larutan Zink Sulfat 4 pada suhu 128 o C  Jarak antar Partikel Gipsum Semakin Dekat Gipsum Tipe III Daur Ulang Murni CaSO 4 .½H 2 O Pemanasan di autoklaf t = 140 O C+Garam Tipe IV

2.6 Kerangka Teori

Universitas Sumatera Utara

2.7 Kerangka Konsep

Mineral Gipsum Ca 2 SO 4. 2H 2 O Bereaksi dengan molekul air Banyak ruang kosong untuk pertumbuhan kristal Kekuatan Kompresi Bentuk partikel padat, prismatik dan teratur Ukuran partikel, wp ratio, pengadukan Terjadi kontak antar partikel gipsum Terjadi interaksi antar partikel yang stabil dan banyak Bereaksi dengan molekul air Gipsum Tipe III Daur Ulang CaSO 4 .½ H 2 O + larutan Zink Sulfat ZnSO 4 4 Kekuatan kompresi meningkat Gipsum Tipe III Pabrikan CaSO 4 .½ H 2 O Kekuatan kompresi tinggi Reversibel Kalsinasi Kekuatan kompresi menurun Interaksi antar partikel sedikit Sisa molekul air terperangkap dalam kristal Interaksi antar partikel stabil dan banyak Molekul gipsum bereaksi dengan Zink Sulfat  ikatan koordinasi, ikatan logam dan ikatan kovalen Ikatan yang terbentuk stabil antara molekul gipsum dan Zink Sulfat Bereaksi dengan molekul air Model Kerja Ca 2 SO 4. 2H 2 O Gipsum Tipe III Daur Ulang CaSO 4 .½ H 2 O Universitas Sumatera Utara

2.8 Hipotesis Penelitian