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

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

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

Oleh: YULINDIA PITRI

NIM: 110600082

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Prostodonsia Tahun 2015

Yulindia Pitri

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.

xii+ 52 halaman.

Gipsum di bidang kedokteran gigi berasal dari bahan Kalsium Sulfat Dihidrat murni kemudian mengalami kalsinasi menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat. Gipsum mempunyai sifat reversibel sehingga dapat dilakukan proses daur ulang. Gipsum yang sering digunakan adalah gipsum tipe III menurut spesifikasi American Dental Association (ADA) dan digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Gipsum sebagai bahan model kerja gigitiruan yang digunakan harus mempunyai kekuatan kompresi yang tinggi agar dihasilkan gigitiruan yang baik. Tujuan penelitian ini adalah 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. Rancangan penelitian ini adalah eksperimental laboratoris. Sampel terbuat dari gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% yang dicetak dalam pipa paralon dengan ukuran diameter 20 mm x tinggi 40 mm. Sampel yang digunakan sebanyak 27 sampel dengan 3 kelompok perlakuan dimana setiap kelompok perlakuan terdiri atas 9 buah sampel. Setiap sampel dilakukan pengujian kekuatan kompresi kemudian dianalisis dengan menggunakan Uji Anova Satu Arah untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan

dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% mempunyai perbedaan yang signifikan dengan nilai p=0,0001 (p < 0,05). Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa gipsum tipe III daur ulang dengan dan tanpa penambahan larutan Zink Sulfat 4% memiliki kekuatan kompresi yang rendah bila dibandingkan dengan gipsum tipe III pabrikan sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang gipsum tipe III daur ulang agar dapat digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan.

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

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi tugas dan melengkapi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Gigi

Oleh: YULINDIA PITRI

NIM: 110600082

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERNYATAAN PERSETUJUAN

Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan tim penguji skripsi

Medan, 01 Juli 2015

Pembimbing Tanda tangan

Siti Wahyuni, drg ...…..………

TIM PENGUJI SKRIPSI

Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan tim penguji pada tanggal 01 Juli 2015

TIM PENGUJI

KETUA : Prof. Ismet Danial Nasution, drg., Ph.D., Sp.Pros (K)

ANGGOTA : 1. Siti Wahyuni, drg

2. Dwi Tjahyaning Putranti, drg., M.S 3. Putri Welda Utami Ritonga, drg., MDSc

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT karena rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “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” yang merupakan salah satu syarat untuk penulis mendapatkan gelar Sarjana Kedokteran Gigi di Universitas Sumatera Utara. Dalam proses penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bimbingan, bantuan, motivasi serta doa dari berbagai pihak. Penulis mengucapkan terima kasih setulusnya kepada Ayahanda Syufrimen dan Ibunda YustinisertaAbangda Muhammad Fitra, SEdan Adik Ahmad Arif yang telah memberikan dukungan yang tak terhingga selama penulis mendapatkan pendidikan akademik dan menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga ingin menyampaikanterima kasihkepada :

1. Prof. Nazruddin, drg., C.Ort., Ph.D., Sp.Ort selaku Dekan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

2. Syafrinani, drg., Sp.Pros(K) selaku Ketua Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utarayang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

3. Prof. Haslinda Z. Tamin, drg., M.Kes., Sp.Pros (K) selaku koordinator skripsi Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah meluangkan waktu dan pengarahan kepada penulis selama penulisan skripsi hingga selesai.

4. Siti Wahyuni, drg selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak meluangkan waktu, pemikiran, tenagadan memberikan semangat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

5. Prof. Ismet Danial Nasution, drg.,Ph.D.,Sp.Pros(K) selaku ketua tim penguji skripsi, Putri Welda Utami Ritonga,drg.,MDSc dan Dwi Tjahyaning

Putranti,drg.,MS selaku anggota tim penguji skripsi yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Nurdiana,drg.,Sp.PM selaku dosen pembimbing akademik yang telah membantu dan membimbing penulis selama menjalani pendidikan di Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh staf pengajar dan pegawai di Departemen Prostodonsia Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah banyak memberikan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

8. Seluruh pimpinan dan karyawan Unit Uji Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam pembuatan sampel serta memberikan dukungan kepada penulis.

9. Sarjana, ST yang telah memberikan bantuan dalam pembuatansampel penelitian.

10. Rahmi Karolina, ST., MT selaku kepala Laboratorium Bahan Konstruksi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan Muhammad Fauzi, ST selaku laboran yang telah memberikan bantuan untuk pelaksanaan penelitian.

11. Mahyudi, S.KM., M.Kes selaku laboran Badan Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL) Medan yang telah memberikan bantuan untuk pelaksanaan penelitian.

12. Prof. Dr. Ir Bustami Syam, MSME selaku kepala Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan Ade Irawan, ST selaku laboran yang telah memberikanbantuan untuk pelaksanaan penelitian.

13. Teman-teman seperjuangan yang melaksanakan skripsi di Departemen Prostodonsia :Citra, Dina, Dita, Grace, Jasmin,Kiki, Lulu, Rahmi, Sarah,Tiffany, Vandersun, Yoges, Yunidan teristimewa untuk Augina Era Pangestika yang telah memberikan dukungan dan bantuan selama penulis mengerjakan skripsi.

14. Sahabat-Sahabat tersayang penulis :Meryani, Fajri, Hanifah, Nadya, Rahmy,Nola, Elfiza, Rio, Nofri, Rangga, Caca, Tisya, Roni, Rian, Metha, Ayu,

Ulfaserta KKBSS, K-MUS FKG USU, IMIB USU, senior-senior di FKG USU dan teman-teman stambuk 2011 FKG USU yang telah memberikan bantuandan semangat sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan sarandan kritik yang membangun dari semua pihak untukmenyempurnakan skripsi ini. Penulis mengharapkan skripsi ini dapat digunakan dan memberikan manfaat serta sumbangan pikiran yang berguna bagi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

Medan, 01 Juli 2015 Penulis,

(Yulindia Pitri) NIM: 110600082

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ...

HALAMAN PERSETUJUAN ... HALAMAN TIM PENGUJI SKRIPSI ...

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN... xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... ... 1

1.2 Permasalahan... 5

1.3 Rumusan Masalah... 6

1.4 Tujuan Penelitian ... 6

1.5 Manfaat Penelitian ... 6

1.5.1 Manfaat Teoritis ... 6

1.5.2 Manfaat Praktis... 7

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gipsum ... 8

2.1.1 Klasifikasi Gipsum ... 8

2.1.2 Karakteristik Gipsum ... 10

2.2 Model Gipsum ... 12

2.2.1 Jenis Model Gipsum ... 12

2.3 Kekuatan Kompresi ... 13

2.3.1 Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Kompresi ... 14

2.3.1.1 Waktu dan Kecepatan Pengadukan... 14

2.3.1.3 Akselerator dan Retarder ... 15

2.3.1.4 Suhu Ruangan dan Tekanan Atmosfer ... 15

2.3.1.5 Kemurnian Bubuk Gipsum... 16

2.3.2 Cara Pengukuran Kekuatan Kompresi... 17

2.4 Daur Ulang Gipsum ... 17

2.4.1 Syarat Daur Ulang Gipsum ... 18

2.4.2 Mekanisme Daur Ulang Gipsum ... 19

2.4.3 Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Kompresi Daur Ulang Gipsum... 20

2.5 Zink Sulfat ... 21

2.5.1 Sifat Zink Sulfat ... 22

2.5.2 Reaksi Zink Sulfat dengan Gipsum ... 22

2.6 Kerangka Teori ... 24

2.7 Kerangka Konsep ... 25

2.8 Hipotesis Penelitian ... 26

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Rancangan Penelitian ... 27

3.2 Sampel Penelitian dan Besar Sampel Penelitian ... 27

3.2.1 Sampel Penelitian ... 27

3.2.2 Besar Sampel Penelitian ... 27

3.3 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional ... 28

3.3.1 Klasifikasi Variabel ... 28

3.3.1.1 Variabel Bebas ... 28

3.3.1.2 Variabel Terikat ... 28

3.3.1.3 Variabel Terkendali ... 29

3.3.1.4 Variabel Tidak Terkendali... 29

3.3.2 Definisi Operasional ... 29

3.4 Waktu dan Lokasi Penelitian ... 31

3.4.1 Waktu Penelitian ... 31

3.4.2 Lokasi Pembuatan Sampel ... 31

3.4.3 Lokasi Pengujian Sampel ... 31

3.5 Bahan dan Alat Penelitian ... 31

3.5.1 Bahan Penelitian ... 31

3.5.2 Alat Penelitian ... 32

3.6 Cara Penelitian ... 34

3.6.1 Pembuatan Sampel Gipsum Kelompok A ... 34

3.6.2 Pembuatan Sampel Gipsum Kelompok B dan Kelompok C 35

3.6.3 Pengujian Kekuatan Kompresi... 36

3.7 Analisis Data... 36

BAB 4 HASIL PENELITIAN

4.1 Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan

Larutan Zink Sulfat 4%... 38 4.2 Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan

Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan

Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%... 39 BAB 5 PEMBAHASAN

5.1 Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan

Larutan Zink Sulfat 4% ... 41 5.2 Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan

Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan

Penambahan Larutan Zink Sulfat 4% ... 42 BAB 6 KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan ... 48 6.2 Saran... 48

DAFTAR PUSTAKA ... 49

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1 Karakteristik Gipsum. ... 11

2 Definisi Operasional Variabel Bebas. ... 29

3 Definisi Operasional Variabel Terikat... ... 29

4 Definisi Operasional Variabel Terkendali. ... 30

5 Definisi Operasional Variabel Tidak Terkendali... ... 30

6 Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%... ... 39

7 Hasil Uji Anova Satu Arah Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%... .. 40

8 Hasil Uji Least Significant Different (LSD) Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%... ... ... 40

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1 Ukuran Sampel ... 26

2 Model Induk. ... 32

3 Saringan. ... 32

4 Universal Testing Machine... 32

5 Mesin Bubut ... 33

6 Autoklaf. ... 33

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1 Analisis Statistik

2 Persetujuan Komisi Etik Tentang Pelaksanaan Penelitian Bidang Kesehatan (Ethical Clearance)

3 Surat Izin Penelitian di Unit Uji Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara

4 Surat Izin Penelitian di Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

5 Surat Keterangan Selesai Pengujian di Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Fakultas Kedokteran Gigi Departemen Prostodonsia Tahun 2015

Yulindia Pitri

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.

xii+ 52 halaman.

Gipsum di bidang kedokteran gigi berasal dari bahan Kalsium Sulfat Dihidrat murni kemudian mengalami kalsinasi menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat. Gipsum mempunyai sifat reversibel sehingga dapat dilakukan proses daur ulang. Gipsum yang sering digunakan adalah gipsum tipe III menurut spesifikasi American Dental Association (ADA) dan digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Gipsum sebagai bahan model kerja gigitiruan yang digunakan harus mempunyai kekuatan kompresi yang tinggi agar dihasilkan gigitiruan yang baik. Tujuan penelitian ini adalah 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. Rancangan penelitian ini adalah eksperimental laboratoris. Sampel terbuat dari gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% yang dicetak dalam pipa paralon dengan ukuran diameter 20 mm x tinggi 40 mm. Sampel yang digunakan sebanyak 27 sampel dengan 3 kelompok perlakuan dimana setiap kelompok perlakuan terdiri atas 9 buah sampel. Setiap sampel dilakukan pengujian kekuatan kompresi kemudian dianalisis dengan menggunakan Uji Anova Satu Arah untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan

dan daur ulang serta gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% mempunyai perbedaan yang signifikan dengan nilai p=0,0001 (p < 0,05). Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa gipsum tipe III daur ulang dengan dan tanpa penambahan larutan Zink Sulfat 4% memiliki kekuatan kompresi yang rendah bila dibandingkan dengan gipsum tipe III pabrikan sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang gipsum tipe III daur ulang agar dapat digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gipsum merupakan mineral yang ditambang dari berbagai belahan dunia dan diperoleh melalui produk sampingan dari beberapa proses kimia.1 Gipsum mempunyai banyak kegunaan khususnya di bidang kedokteran gigi dan mulai digunakan pada tahun 1756.1Gipsum dalam kedokteran gigi dikenal dengan nama gips. Gipsum yang biasanya digunakan dalam bidang kedokteran gigi berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat murni dengan rumus kimia CaSO4.2H2O kemudian mengalami kalsinasi menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O).1,2 Gipsum digunakan sebagai bahan untuk pembuatan model duplikat dari rongga mulut serta struktur jaringan sekitarnya dan sebagai bahan penting untuk pekerjaan laboratorium yang melibatkan pembuatan gigitiruan.3,4 Di Prostodonsia gipsum sering digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Gipsum merupakan bahan yang sering digunakan karena memiliki sifat mekanis dan kemis yang baik.3,5

American Dental Association (ADA) no. 25 mengklasifikasikan gipsum menjadi 5 tipe yaitu : Tipe I (Plaster Impression), Tipe II (Plaster Model), Tipe III (Dental Stone), Tipe IV (Dental Stone, High Strength) dan Tipe V (Dental Stone,

High Strength, High Expansion).4 Setiap tipe gipsum mempunyai kandungan yang sama yaitu Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O) namun karena metodepembentukan, ukuran dan bentuk partikel yang berbeda menyebabkan perubahan terhadap produk gipsum yang terbentuk.1,5-6 Gipsum tipe II metode pembentukan yaitu dengan pemanasan pada ketel terbuka suhu 110-120oC.2 Gipsum tipe III metode pembentukannya dengan pemanasan di autoklaf pada suhu 120-130oC.1 Sedangkan, gipsum tipe IV dan tipe V metode pembentukannya dengan memanaskan mineral gipsum di dalam asam organik atau garam pada suhu 140oC kemudian dicuci dengan air panas suhu 100oC.2 Selain metode pembentukan, terdapat bentuk dan ukuran partikel yang akan memengaruhi tipe gipsum yang terbentuk.

Bentuk dan ukuran partikel gipsum ini juga akan memengaruhi penyerapan air dan sifat mekanik dari gipsum.1,5 Salah satu sifat mekanik gipsum yaitu kekuatan kompresi. Gipsum tipe I mempunyai kekuatan kompresi yang lebih rendah dibandingkan gipsum tipe II dan gipsum tipe II mempunyai kekuatan kompresi yang lebih rendah dibandingkan gipsum tipe III. Semakin tinggi tipe gipsum maka semakin tinggi kekuatan kompresinya.2

Gipsum mempunyai beberapa karakteristik yaitu : perubahan dimensi, setting time, perbandingan air dan bubuk/water powder ratio, setting expansion dan kekuatan kompresi.1,7Setting time dipengaruhi oleh waktu, kecepatan pengadukan, perbandinganair dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer, serta kemurnian bubuk gipsum.8 Perubahan dimensi dipengaruhi oleh setting expansion. Semakin besar nilai setting expansion maka perubahan dimensi juga akan semakin besar. Hesmati dkk (2002) meneliti setting expansion yang terjadi pada gipsum akan sempurna setelah 96 jam (4 hari).9Setting expansion yang terjadi pada gipsum berkaitan dengan pembentukan kristal-kristal gipsum.9 Karakteristik gipsum yang terakhir adalah kekuatan kompresi.

Kekuatan kompresi merupakan kemampuan bahan untuk menahan fraktur dan abrasi. Kekuatan kompresi dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu ruangan dan tekanan atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum.1,8,10 Yosi dkk (1998) menyatakan peningkatan perbandingan air dan bubuk akan menurunkan kekuatan kompresi gipsum.11 Sebaliknya bila perbandingan air dan bubuk yang rendah akan menyebabkan pertumbuhan kristal menjadi sangat erat dan menjadi lebar sehingga kekuatan kompresi menjadi lebih tinggi.1

Gipsum dalam kedokteran gigi merupakan bahan material yang banyak digunakan. Gipsum digunakan sebagai model kerja dan model studi. Gipsum yang paling sering digunakan oleh dokter gigi dan laboran adalah gipsum tipe III yang digunakan untuk membuat model kerja dan penanaman di dalam kuvet. Model kerja akan dibuang bila pekerjaan telah selesai dan lama-kelamaan menumpuk menjadi limbah gipsum tipe III. Abdelfatah dan Tabsh (2008) menyatakan limbah gipsum

sangat banyak dan sesuai ketentuan dibuang di Tempat Pembuangan Akhir (TPA).12 Limbah model kerja sangat sulit untuk diuraikan karena zat kimia yang dimiliki gipsum. Abidoye dan Bello (2010) meneliti limbah gipsum akan menghasilkan gas H2S dan gas SO2yang berbahaya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.12 Gas H2S dan gas SO2yang terbentuk akan mengganggu kesehatan manusia karena menyebabkan masalah kesehatan seperti infeksi saluran pernapasan akut dan kronis, rinitis, pneumoni hingga kematian sedangkan terhadap lingkungan gas H2S dapat membantu proses pembentukan gas SO2yang akan menimbulkan hujan asam.13,14 Masalah lingkungan ini akan mengganggu keseimbangan ekosistem sehingga diperlukan suatu upaya untuk mengurangi limbah dari model gipsum tipe III. Upaya untuk mengurangi limbah dapat dilakukan dengan daur ulang terhadap model gipsum tipe III.

Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO4.2H2O) ketika dipanaskan akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H2O dan menghasilkan Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O).2,5-6 Reaksi yang terjadi pada gipsum bersifat reversibel yaitu bila Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O)direaksikan kembali dengan air akan membentuk reaksi awal yaitu Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO4.2H2O). Secara kimiawi reaksi yang terjadi pada gipsum dinyatakan, sebagai berikut :2,5

CaSO4.½H2O + 1½H2O CaSO4.2H2O + 3900 Kalori/gram mol Kalsium Sulfat Hemihidrat Air Kalsium Sulfat Dihidrat

Sifat reversibel yang dimiliki oleh gipsum merupakan dasar pemikiran untuk dilakukannya proses daur ulang. Daur ulang yang dilakukan pada gipsum akan membantu dalam pembuatan model yang baru. Ibrahim, Seniour dan Sheehab (1995) menyatakan Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O) dapat direproduksi dari model dengan pemanasan menggunakan autoklaf.15 Abidoye dan Bello (2010) meneliti tentang proses daur ulang bahan papan gipsum dengan cara pemanasan limbah papan gipsum pada suhu 120oC, 140oC, 160oC, 180oC dan suhu 200oC untuk memperoleh kekuatan kompresi yang lebih baik.12 Abidoye dan Bello (2010) mendapatkan kekuatan kompresi yang tinggi pada pemanasan suhu 160oC selama 40

menit.12 Bardella dan Camarini (2006) meneliti mikrostruktur yang terbentuk pada gipsum daur ulang dan gipsum pabrikan mempunyai mikrostruktur yang sama.16

Model kerja yang digunakan untuk pembuatan gigitiruan harus mempunyai kekuatan kompresi yang baik untuk menahan terjadinya abrasi maupun fraktur pada saat proses laboratorium.17 Pada saat dilakukan pembuatan gigitiruan di model kerja tekanan yang terjadi selama prosedur laboratorium diupayakan tidak memengaruhi hasil dari model gigitiruan. Kekuatan kompresi sangat penting bagi gipsum sehingga pada gipsum tipe III daur ulang juga harus mempunyai kekuatan kompresi yang tinggi. Wijaya (2014) meneliti kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang yang dipanaskan pada suhu 1300C mempunyai rerata ± SD sebesar 2,38 ± 0,21 MPa, kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang yang dipanaskan pada suhu 1600C mempunyai rerata ± SD sebesar 1,31 ± 0,16 MPa dan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan mempunyai rerata ± SD sebesar 26,72 ± 1,43 MPa.18 Kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang rendah terjadi karena adanya molekul air yang terperangkap dalam kristalisasi gipsum sehingga jarak antar kristal gipsum renggang.18

Kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang rendah dapat diatasi dengan penambahan zat aditif ke dalam gipsum.19 Hatim dkk (2007) meneliti penambahan zat aditif dapat meningkatkan kekuatan kompresi yang dipengaruhi oleh konsentrasi zat aditif yang ditambahkan ke dalam gipsum.19 Zat aditif yang dapat ditambahkan berupa garam-garaman. Garam-garaman yang ditambahkan meningkatkan kekuatan kompresi dapat dilihat pada gipsum tipe IV. Salah satu jenis garam-garaman yang dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan kompresi adalah Zink Sulfat. Zink Sulfat dan Kalsium Sulfat Hemihidrat akan bereaksi secara kimiawi membentuk garam ganda.20 Garam ganda yang terbentuk akan membentuk tiga buah ikatan yaitu ikatan koordinasi, ikatan logam dan ikatan kovalen.21-23 Ikatan-ikatan yang terbentuk akan mempererat hubungan antar partikel Kalsium Sulfat Hemihidrat dan Zink Sulfat sehingga kekuatan kompresinya akan meningkat. Hal ini didukung dengan penelitian Vyas dkk (2008) tentang penambahan zat aditif berupa Sulfat dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum tipe III.3 Vyas dkk melakukan penambahan zat aditif

berupa garam Zink Sulfat(ZnSO4) dengan menggunakan 8 konsentrasi yaitu : konsentrasi 0,2%, 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1,0%, 2,0%, 3,0% dan 4,0%. Hasil penelitian Vyas dkk menunjukkan konsentrasi 4,0% mengalami peningkatan kekuatan kompresi yang lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi lainnya yaitu dari model standar 20,88 Mpa menjadi 24,85 MPa.3

1.2 Permasalahan

Gipsum tipe III adalah bahan kedokteran gigi yang banyak digunakan oleh dokter gigi dan laboran. Gipsum tipe III digunakan sebagai bahan model kerja gigitiruan. Model kerja gigitiruan adalah model untuk melakukan pekerjaan pembuatan gigitiruan. Model kerja setelah digunakan akan dibuang dan menjadi limbah. Limbah gipsum akan menghasilkan gas H2S dan gas SO2 yang mengakibatkan masalah kesehatan dan lingkungan.

Gipsum mempunyai sifat reversibel yang artinya ketika Kalsium Sulfat Hemihidrat direaksikan kembali dengan air dapat membentuk Kalsium Sulfat Dihidrat. Sifat reversibel gipsum ini merupakan dasar dilakukannya proses daur ulang yang akan membantu mengurangi masalah kesehatan dan masalah lingkungan karena limbah gipsum tipe III. Gipsum daur ulang yang dihasilkan ini harus mempunyai kekuatan kompresi tinggi agar dapat digunakan sebagai model kerja gigitiruan. Hal ini karena pada saat pembuatan gigitiruan model kerja akan mendapat tekanan. Tekanan yang terjadi dapat memengaruhi hasil dari gigitiruan sehingga diperlukan kekuatan kompresi dari model kerja yang baik untuk menahan terjadinya tekanan yang dapat menyebabkan fraktur dan abrasi. Wijaya (2014) menyatakan kekuatan kompresi pada gipsum tipe III daur ulang lebih rendah dibandingkan dengan gipsum tipe III pabrikan. Maka untuk mengatasi kekuatan kompresi yang rendah pada gipsum tipe III daur ulang dilakukan penambahan zat aditif berupa Zink Sulfat. Penelitian Vyas dkk memperoleh kekuatan kompresi gipsum tipe III paling tinggi ketika dilakukan penambahan Zink Sulfat (ZnSO4) dengan konsentrasi 4% yaitu 24,85 Mpa.

Berdasarkan uraian di atas maka timbul permasalahan apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang sertagipsum tipe III daur

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.

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%.

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 CaSO4.2H2O kemudian mengalami pemanasan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O).1,2,5-6 Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O) 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.1,8,17Gipsum tipe II metode pembentukan yaitu dengan pemanasan pada ketel terbuka suhu 110-120oC sehingga menghasilkan -Hemihidrat.2Bentuk kristalnya menyerupai spons dan tidak teratur.1

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 120-130oC 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.17Metode pembentukan gipsum tipe ini yaitu dengan memanaskan mineral gipsum di dalam asam organik atau garam pada suhu 140oC kemudian dicuci dengan air panas suhu 100oC.2Gipsum 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

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.1,8,10,25Setting time dipengaruhi oleh waktu, kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk/water 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

c. Kekuatan Kompresi

Kekuatan kompresi adalah sifat mekanik yang digunakan untuk menilai kekuatan suatu gipsum.10Kekuatan 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.10,25Kekuatan kompresi minimal pada gipsum tipe III adalah 20,7 MPa.1

d. Perbandingan Air dan Bubuk/Water 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.1Hesmati 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,

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.6,17Selain 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.

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.1,8Hesmati 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.

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

2.3.1.1Waktu 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

2.3.1.2Perbandingan 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

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

2.3.1.3Akselerator 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 K2SO4 2-3%, Na2SO4 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%, Na2SO4> 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

2.3.1.4Suhu Ruangan dan Tekanan Atmosfer

Gipsum yang disimpan pada suhu ruangan 90–100oC dapat menyebabkan pengerutan karena kristalisasi air yang keluar pada saat partikel Dihidrat menjadi Hemihidrat.8 Pengerutan yang terjadi akan menyebabkan kekuatan kompresi gipsum

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

2.3.1.5Kemurnian 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

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 H2S dan gas SO2.12 Gas H2S di lingkungan akan membantu pembentukan gas SO2yang akan menyebabkan terjadinya hujan asam.13

3. Perlindungan tehadap kesehatan manusia.

Limbah gipsum akan menghasilkan gas H2S dan gas SO2 tidak hanya berbahaya terhadap lingkungan tapi juga berbahaya bagi manusia sehingga gipsum perlu dilakukan daur ulang. Gas H2S pada manusia dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti rinitis, kegagalan saluran pernapasan akut, pneumoni dan dapat menyebabkan kematian.14 Gas SO2 menyebabkan penyakit dalam dua keadaan yaitu keadaan akut dan keadaan kronis. Pada keadaan akut gas SO2 akan menyebabkan terjadinya iritasi terhadap saluran pernapasan dan pada keadaan kronis dapat menyebabkan terjadinya penurunan toleransi tubuh tehadap gas SO2 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

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.12,15Ibrahim dkk (1995) melakukan daur ulang dengan pemanasan di autoklaf.15 Abideyo dan Bello (2010) melakukan penelitian gipsum tipe II dengan menggunakan oven pada suhu 120oC, 140oC, 160oC, 180oC dan 200oC.12 Hasil penelitian Abideyo dan Bello didapatkan pemanasan pada suhu 160oC selama 60 menit menghasilkan kekuatan kompresi yang tinggi yaitu 273 kN/m2.12 Wijaya (2014) melakukan penelitian terhadap gipsum tipe III daur ulang dengan pemanasan menggunakan oven suhu 130oCdidapatkan kekuatan kompresi dengan rerata ± SD sebesar 2,38 ± 0,21 MPa dan pemanasan menggunakan oven suhu 160oC mempunyai rerata ± SD kekuatan kompresi sebesar 1,31 ± 0,16 MPa.18 Wijaya melakukan pemanasan menggunakan oven selama 40 menit.18Santosa (2012) melakukan daur ulang gipsum dengan 2 kali pemanasan yaitu dengan pemanasan limbah gipsum di oven suhu 105oC selama 1 jam kemudian dihaluskan dan dilakukan pemanasan di autoklaf pada suhu 110-130oC 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.16Partikel 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 (CaSO4.2H2O) yang dilakukan pemanasan. Dalam pemanasan gipsum akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H2O akan mengalami perubahan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O) yang digunakan dalam bidang kedokteran gigi.2,6

CaSO4.2H2O + Pemanasan  CaSO4.½H2O + 3H2O Kalsium Sulfat Dihidrat Kalsium Sulfat Hemihidrat Air

Reaksi yang terjadi pada gipsum bersifat reversibel. Jika Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO4.½H2O) direaksikan kembali dengan air akan membentuk reaksi awal yaitu Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO4.2H2O). Secara kimiawi reaksi pada gipsum dinyatakan, sebagai berikut :2,5

CaSO4.½H2O + 1½H2O  CaSO4.2H2O + 3900 Kalori/gram 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 (CaSO4.2H2O) dan melepaskan panas sebesar 3900 kalori.2

Dalam melakukan daur ulang dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia yang dapat meningkatkan manfaat dari gipsum.34Gipsum dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia berupa penambahan asam organik atau garam contohnya penambahan CaCl2 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 110-120oC 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 120-130oC dengan tekanan akan menghasilkan

Kalsium Sulfat α-Hemihidrat atau dikenal dengan dental stone.1Plaster 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.1,8Perbedaan 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 >90oC 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 (H2SO4) dengan Zink (Zn2+). 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.37Zink Sulfat dapat digunakan sebagai zat aditif dan akselerator. Zink Sulfat dapat bertindak sebagai zat aditif maupun zat akselerator ditentukan oleh tujuan penambahannya.

2.5.1 Sifat Zink Sulfat

Zink Sulfat yang mempunyai rumus kimia ZnSO4. Zink Sulfat ini mempunyai beberapa sifat yaitu :37

Berat Molekul : 161,47 gr/mol Penampilan : Serbuk kristal putih

Bau : Tidak berbau

Densitas : 3,45 gr/cm3

Titik Lebur : 6800C terurai

Titik Didih : 7400C

Kelarutan dalam Air : 57,7 gr/100 Ml Indeks Bias (np) :1,658

Entropi Molar Standar : 120 Jmol-1/k Entalpi Pembentukan Standar : -983 KJ/Mol

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 (CaSO4.½H2O) 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 :

CaSO4.½H2O(s) + ZnSO4(l) CaSO4.ZnSO4.½H2O 20 Kalsium Sulfat Hemihidrat Zink Sulfat Garam Ganda

Berdasarkan reaksi yang terbentuk, maka akan membentuk ikatan sebagai berikut :

O O O O

S Ca2=– Zn2+ S ½ H2O

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 atom/ion/molekul 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.

penggerusan Mineral Gipsum (CaSO4.2H2O)

Air

Klasifikasi Gipsum

Tipe I Tipe II Tipe III Tipe V

Perubahan Dimensi Setting Time W/P 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 = 128O_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 (CaSO4.½H2O) + Zink Sulfat 4%

Karakteristik

Karakteristik Gipsum (CaSO4.½H2O)

Model Kerja (CaSO4.2H2O)

Fungsi

Penanggulangan : Penambahan larutan Zink Sulfat 4% pada suhu 128oC  Jarak antar Partikel Gipsum Semakin Dekat

Gipsum Tipe III Daur Ulang Murni (CaSO4.½H2O)

Pemanasan di autoklaf t = 140O_C+Garam

Tipe IV 2.6 Kerangka Teori

2.7 Kerangka Konsep Mineral Gipsum (Ca2SO4.2H2O ) Bereaksi dengan molekul air Banyak ruang kosong untuk pertumbuhan kristal Bentuk partikel padat, prismatik dan teratur Ukuran partikel,

w/p ratio, pengadukan

Terjadi kontak antar partikel

gipsum Terjadi interaksi antar partikel yang

stabil dan banyak Bereaksi dengan

molekul air

Gipsum Tipe III Daur Ulang (CaSO4.½ H2O )

+ larutan Zink Sulfat (ZnSO4) 4%

Kekuatan kompresi Gipsum Tipe III

Pabrikan (CaSO4.½ H2O) Kekuatan 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

(Ca2SO4.2H2O )

Gipsum Tipe III Daur Ulang ( CaSO4.½ H2O )

2.8 Hipotesis Penelitian

Berdasarkan tinjauan pustaka yang telah diuraikan, maka dapat disusun hipotesis penelitian sebagai berikut :

Ada 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 gigi tiruan.

d =20 mm

T = 40 mm BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratoris.

3.2 Sampel dan Besar Sampel Penelitian

3.2.1 Sampel Penelitian

Sampel penelitian terbuat dari gipsum tipe III yang terbagi atas tiga kelompok, yaitu : kelompok A adalah kelompok kontrol yang terdiri atas sampel gipsum tipe III pabrikan, kelompok B adalah gipsum tipe III daur ulang dan kelompok C adalah gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. Bentuk sampel adalah silinder dengan ukuran diameter 20 mm x tingggi 40 mm yang mengikuti ketentuan spesifikasi American Dental Association (ADA) no. 25.4 Sampel induk dibuat dari paralon. Gambar ukuran sampel dapat dilihat pada gambar di bawah ini (Gambar 1).

Gambar 1. Ukuran sampel

3.2.2 Besar Sampel Penelitian

( t – 1 ) ( r –1 ) ≥ 15 Keterangan :

t : Jumlah Perlakuan r : Jumlah Ulangan

Dalam penelitian ini digunakan 3 kali perlakuan (t=3) terhadap sampel gipsum tipe III pabrikan, sampel gipsum tipe III daur ulang dan sampel gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. Jumlah ulangan (r) tiap kelompok dapat ditentukan sebagai berikut :

( t – 1 ) ( r –1 ) ≥ 15 ( 3 – 1 ) ( r –1 ) ≥ 15

2 ( r-1 ) ≥ 15 r-1 ≥ 15 r ≥ 8,5 = 9

Jumlah sampel minimal yang digunakan untuk tiap kelompok adalah 9. Perlakuan terhadap sampel dilakukan sebanyak 3 kali dengan 9 sampel untuk setiap kelompok maka jumlah sampel yang diperlukan pada penelitian ini adalah 27 sampel.

3.3 Variabel Penelitian dan Definisi Operasional

3.3.1 Klasifikasi Variabel

3.3.1.1 Variabel Bebas

1. Gipsum tipe III pabrikan (kelompok A/kontrol). 2. Gipsum tipe III daur ulang (kelompok B).

3. Gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% (kelompok C).

3.3.1.2 Variabel Terikat Kekuatan kompresi.

3.3.1.3 Variabel Terkendali

1. Limbah gipsum tipe III daur ulang.

2. Perbandingan air dan bubuk gipsum tipe III pabrikan. 3. Perbandingan air dan bubuk gipsum tipe III daur ulang.

4. Perbandingan air dan bubuk gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%.

5. Waktu pengadukan.

6. Ukuran gipsum tipe III daur ulang.

7. Suhu dan pemanasan gipsum tipe III daur ulang. 8. Lama penyimpanan limbah gipsum tipe III.

3.3.1.4Variabel Tidak Terkendali 1. Suhu dan kelembaban ruangan.

2. Kecepatan pengadukan dengan spatula.

3.3.2 Definisi Operasional

Tabel 2. Definisi Operasional Variabel Bebas

Variabel Bebas Definisi Operasional Skala Ukur Alat Ukur

Gipsum Tipe III Pabrikan

(Kelompok A)

Gipsum tipe III sediaan pabrik yang belum digunakan merek Zenmark®, Germany.

- -

Gipsum Tipe III Daur Ulang (Kelompok B)

Gipsum tipe III daur ulang yang telah dilakukan proses pembubutan, penyaringan dan pemanasan di autoklaf.

- -

Gipsum Tipe III Daur

Ulang dengan

penambahan Zink

Sulfat 4% (Kelompok C)

Gipsum tipe III daur ulang yang telah dilakukan proses pembubutan, penyaringan, penambahan Zink Sulfat 4% (1,2 gram bubuk Zink Sulfat / 100 gram gipsum ) setelah itu dipanaskan di autoklaf.

- -

Tabel 3. Definisi Operasional Variabel Terikat

Variabel Terikat Definisi Operasional Skala Ukur Alat Ukur

Kekuatan Kompresi Kekuatan yang dimiliki suatu material yang diukur dengan cara memecahkan sampel menggunakan alat uji tekan.

Skala rasio Alat uji tekan (Universal Testing Machine).

Tabel 4. Definisi Operasional Variabel Terkendali

Variabel Terkendali Definisi Operasional Skala Ukur Alat Ukur

Limbah gipsum Tipe III Daur Ulang.

Gipsum pabrikan yang

dimanipulasi sesuai aturan pabrikan, kemudian setelah menjadi model kerja dipanaskan pada suhu 105oC dengan oven selama 1 jam dan dihaluskan

menjadi bubuk dengan

menggunakan mesin bubut.

- -

Perbandingan air dan bubuk Gipsum Tipe III Pabrikan.

Perbandingan banyaknya air dengan bubuk gipsum pabrikan. 30 ml aquades : 100 gram bubuk gipsum pabrikan.

- Timbangan

digital dan gelas ukur. Perbandingan air dan

bubuk Gipsum Tipe III Daur Ulang.

Perbandingan banyaknya air dengan bubuk gipsum daur ulang. 45 ml aquades : 100 gram bubuk gipsum daur ulang.

- Timbangan

digital dan gelas ukur. Perbandingan air dan

bubuk Gipsum Tipe

III Daur Ulang

dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%.

Perbandingan banyaknya air dengan bubuk gipsum daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. 45 ml aquades : 100 gram bubuk gipsum daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%.

- Timbangan

digital dan gelas ukur.

Waktu Pengadukan. Waktu yang dibutuhkan untuk mengaduk gipsum sampai homogen yaitu 30 detik menggunakan spatula dan 15detik menggunakan vacum mixer.

- Stopwatch

Ukuran Gipsum Tipe III Daur Ulang.

Besarnya partikel bubuk gipsum

tipe III yaitu ≤ 0,075 mm. - Saringan partikel (BBS-Laboratory test sieve). Suhu dan Pemanasan

Gipsum Tipe III Daur Ulang.

Derajat panas dan lamanya proses pemanasan bubuk gipsum tipe III daur ulang yaitu 128oC selama 15 menit.

- -

Lama penyimpanan limbah gipsum tipe III

Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penyimpanan limbah gipsum tipe III yaitu 5 bulan.

- -

Tabel 5. Definisi Operasional Variabel Tidak Terkendali Variabel Tidak

Terkendali

Definisi Operasional Skala

Ukur

Alat Ukur

Suhu dan

Kelembaban Ruangan.

Suhu dan kelembaban di Laboratorium tempat pembuatan dan pengujian sampel.

- -

Kecepatan

Pengadukan dengan Spatula

Kecepatan yang digunakan untuk mengaduk gipsum hingga homogen.

3.4 Waktu dan Lokasi Penelitian

3.4.1 Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan September-April 2015.

3.4.2 Lokasi Pembuatan Sampel

1. Laboratorium Proses Produksi Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Laboratorium Bahan Konstruksi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Badan Teknik Kesehatan Lingkungan (BTKL) Medan.

4. Unit Uji Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara.

3.4.3 Lokasi Pengujian Sampel

Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3.5 Bahan dan Alat Penelitian

3.5.1 Bahan Penelitian

1. Gipsum tipe III merek Zenmark®, germany yang digunakan untuk membuat sampel kelompok A/kelompok Kontrol.

2. Gipsum tipe III daur ulang untuk membuat sampel kelompok B.

3. Gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% untuk membuat sampel kelompok C.

4. Aquades. 5. Vaselin.

3.5.2 Alat penelitian

1. Model induk yang terbuat dari pipa paralon dengan ukuran diameter 20 mm x tinggi 40 mm untuk pembuatan sampel (Gambar 2).

Gambar 2. Model Induk

2. Saringan(Laboratory Test Sieve BBS, aperture 0,075 mm) (Gambar 3).

Gambar 3. Saringan

3. Alat uji tekan(Universal Testing Machine, Japan) (Gambar 4).

4. Mesin bubut (Gambar 5).

Gambar 5. Mesin Bubut 5. Autoklaf (Gambar 6).

Gambar 6. Autoklaf

6. Tabung Erlenmeyer 500 ml merek GlassPyrex®(Gambar 7).

Gambar 7.Tabung Erlenmeyer 7. Plat Kaca.

8. Gelas Ukur.

9. Vacum Mixer merek Mixyvac®. 10. Spatula.

11. Stopwatch.

12. Timbangan Digital. 13. Vibrator.

14. Oven.

15. Rubber Bowl. 16. Masker.

17. Sarung Tangan.

3.6 Cara Penelitian

3.6.1 Pembuatan Sampel Gipsum Kelompok A/Kelompok Kontrol Proses pembuatan sampel gipsum kelompok A adalah sebagai berikut :

1. Bubuk gipsum tipe III pabrikan disaring dengan saringan agar diperoleh ukuran partikel yang sama yaitu ≤ 0,075 mm.

2. Kemudian tuangkan 30 ml aquades ke dalam gelas ukur.

3. Masukkan 30 ml aquades dan tambahkan 100 gram bubuk gipsum tipe III pabrikan sedikit demi sedikit ke dalam rubber bowl, aduk dengan menggunakan spatula selama 30 detik kemudian gunakan vacum mixer selama 15 detik (waktu diukur dengan stopwatch).

4. Bagian dalam tabung silinder paralon dioles dengan vaselin kemudian tuangkan sedikit demi sedikit adonan gipsum tipe III pabrikan ke dalam tabung silinder paralon yang beralaskan plat kaca dengan bantuan spatula sambil digetarkan di vibrator hingga penuh.

5. Gunakan plat kaca untuk meratakan permukaan atas adonan kemudian biarkan 1 jam. Keluarkan sampel gipsum tipe III kelompok A dari tabung silinder paralon dan biarkan sampel gipsum mengeras selama 96 jam sebelum dilakukan pengujian sampel.

3.6.2 Pembuatan Sampel Gipsum Kelompok B dan Kelompok C

Gipsum daur ulang diperoleh dari model kerja gigitiruan yang dibuat sendiri oleh peneliti agar limbah yang digunakan menjadi terkendali. Model gipsum dibuat dengan perbandingan 30 ml air dan 100 gram bubuk gipsum tipe III pabrikan. Model gipsum ini didaur ulang setelah disimpan selama 5 bulan. Adapun cara pembuatan gipsum daur sebagai berikut :

1. Bersihkan limbah gipsum tipe III yang akan didaur ulang, kemudian limbah gipsum yang diperoleh dari model dipanaskan pada suhu 105oC dengan menggunakan oven selama 1 jam untuk memudahkan pembubutan.36

2. Model gipsum dihaluskan menggunakan mesin bubut sehingga berbentuk bubuk. Bubuk limbah gipsum disaring dengan saringan agar diperoleh ukuran partikel ≤ 0,075 mm.

3. Masukkan bubuk limbah gipsum tipe III daur ulang ke dalam tabung erlenmeyer kemudian panaskan di autoklaf sampai suhu 128oC selama 15 menit.36

4. Keluarkan bubuk gipsum tipe III daur ulang, simpan di dalam wadah yang kedap udara sampai bubuk kering.

5. Setelah bubuk kering masukkan 45 ml aquades dan tambahkan 100 gram bubuk gipsum tipe III daur ulang sedikit demi sedikit ke dalam rubber bowl, aduk dengan menggunakan spatula selama 30 detik kemudian gunakan vacum mixer

selama 15 detik (waktu diukur dengan stopwatch).

6. Bagian dalam tabung silinder paralon dioles dengan vaselin lalu tuangkan sedikit demi sedikit adonan gipsum tipe III daur ulang ke dalam tabung silinder paralon yang beralaskan plat kaca dengan bantuan spatula sambil digetarkan di vibrator hingga penuh.

7. Gunakan plat kaca untuk meratakan permukaan atas adonan kemudian biarkan 1 jam. Keluarkan sampel gipsum tipe III kelompok B dari tabung silinder paralon dan biarkan sampel gipsum mengeras selama 96 jam sebelum dilakukan pengujian sampel.

8. Tahapan untuk pembuatan gipsum tipe III kelompok C sama dari tahap 1-7. Namun, pada tahap 4 untuk setiap 100 gram bubuk gipsum tipe III daur ulang ditambahkan 1,2 gram bubuk Zink Sulfat. Bubuk gipsum gipsum tipe III daur ulang dan Zink Sulfat dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer kemudian panaskan di autoklaf sampai suhu 128oC selama 15 menit.35

3.6.3 Pengujian Kekuatan Kompresi

a. Uji kekuatan kompresi menggunakan alat Universal Testing Machine

dengan nama alat servopulser, Japan. Sampel ditekan hingga pecah.

b. Besar beban dicatat dalam satuan Kilogramforce (Kgf) dan dikonversikan ke dalam satuan Newton (N). Besarnya kekuatan kompresi dihitung dan dicatat dalam satuan Mega Pascal (MPa).

Kekuatan kompresi dapat dihitung dengan menggunakan rumus :38 CS = 4F

d2 Keterangan :

CS = Compressive Strength (MPa)

F = Kekuatan saat sampe pecah (N) = Kgf X 9,807 = Konstanta (3,14)

d = Diameter sampel (mm)

3.7 Analisis Data

Data dianalisis secara statistik dengan program komputer. Adapun analisis data yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Analisis Uji Univarian untuk mengetahui nilai rata-rata dan standar deviasi dari masing-masing kelompok perlakuan.

2. Analisis Uji Anova Satu Arah untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi dari gipsum tipe III pabrikan, kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang dan kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%.

3. Analisis Uji Least Significant Different (LSD) untuk mengetahui perbedaan yang paling signifikan antar kelompok perlakuan.

3.8 Kerangka Operasional Penelitian

Gipsum tipe III pabrikan

Pembuatan sampel penelitian Pembuatan sampel

penelitian Gipsum tipe III pabrikan

Limbah gipsum tipe III

Limbah bubuk gipsum tipe III daur ulang

Ukuran sampel ( d=20 mm x T=40 mm) 27 Buah sampel penelitian

Pengeringan sampel penelitian 96 jam

Uji kekuatan kompresi dengan alat uji tekan

(Universal Testing Machine)

Data Tabel data Penambahan bubuk

Zink Sulfat 1,2 gram/100 gram gipsum, dipanaskan

di autoklaf sampai suhu 128oC selama

15 menit Pemanasan di

autoklaf sampai suhu 1280C selama 15 menit

BAB 4

HASIL PENELITIAN

4.1 Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulangserta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Kekuatan kompresi diukur menggunakan alat uji tekan (Universal Testing Machine) merek Servopulser dengan beban sebesar 10 KN pada sampel sampai pecah. Hasil yang didapatkan dari alat ini berada dalam satuan KgF kemudian dikonversikan menjadi satuan MPa. Nilai kekuatan kompresi terkecil pada kelompok A pada gipsum tipe III pabrikan adalah 15,08 MPa dan nilai terbesar adalah 25,76 MPa. Nilai kekuatan kompresi terkecil kelompok B pada gipsum tipe III daur ulang adalah 0,25 MPa dan nilai terbesar adalah 0,65 MPa. Nilai kekuatan kompresi terkecil kelompok C pada gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% adalah 0,38 MPa dan nilai terbesar adalah 0,64 MPa (Tabel 6).

Rerata kekuatan kompresi dianalisis menggunakan Uji Univarian. Rerata kekuatan kompresi kelompok A pada gipsum tipe III pabrikan adalah 21,60 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 3,87 MPa. Rerata kekuatan kompresi kelompok B pada gipsum tipe III daur ulang adalah 0,38 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 0,14 MPa. Rerata kekuatan kompresi kelompok C pada gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% adalah 0,52 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 0,08 MPa (Tabel 6).

Tabel 6. Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Keterangan : *Nilai Terbesar ** Nilai Terkecil

4.2 Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% dianalisis dengan menggunakan Uji Anova Satu Arah. Data sebelumnya diuji normalitas dengan menggunakan Uji Kolmogorov-Smirnov dan didapatkan hasil signifikan p=0,200(p> 0,05) pada setiap kelompok uji. Hasil Uji Normalitas menunjukkan data terdistribusi normal.

Hasil Uji Anova Satu Arah diperoleh hasil signifikan p=0,0001 (p<0,05) pada kekuatan kompresi kelompok A, kelompok B dan kelompok C. Hasil pada tabel 7 menunjukkan adanya perbedaan kekuatan kompresi yang signifikan antar kelompok perlakuan.

No. Sampel

Kekuatan Kompresi (MPa) Kelompok A

(Gipsum Tipe III Pabrikan)

Kelompok B (Gipsum Tipe III

Daur Ulang)

Kelompok C (Gipsum Tipe III Daur

Ulang dengan Penambahan Larutan

Zink Sulfat 4%)

1 16,79 0,35 0,54

2 18,92 0,25** 0,64*

3 23,16 0,28 0,45

4 25,37 0,56 0,38**

5 21,07 0,65* 0,5

6 23,81 0,38 0,61

7 15,08** 0,27 0,59

8 24,47 0,45 0,47

9 25,76* 0,28 0,53

Tabel 7. Hasil Uji Anova Satu Arah Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang sertaGipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Kelompok Kekuatan Kompresi P

n X ± SD

A 9 21,60 ± 3,87

p = 0,0001*

B 9 0,38 ± 0,14

C 9 0,52 ± 0,08

Keterangan : *Signifikan

Perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4% dianalisis dengan menggunakan Uji Least Significant Different (LSD). Least Significant Different (LSD) dilakukan untuk mengetahui pasangan perlakuan mana yang signifikan perbedaannya. Berdasarkan hasil Uji LSD menunjukkan kelompok A dengan kelompok B mempunyai perbedaan yang signifikan dengan nilai p=0,0001 (p<0,05), kelompok A dengankelompok C mempunyai perbedaan yang signifikan dengan nilai p=0,0001 (p<0,05). Kelompok B dengankelompok C mempunyai perbedaan yang tidak signifikan dengan nilai p=0,897 (p>0,05).

Tabel 8. Hasil Uji Least Significant Different (LSD)Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Rerata kekuatan kompresi yang berbeda adalah antara : p

Kelompok A dengan Kelompok B 0,0001*

Kelompok A dengan Kelompok C 0,0001*

Kelompok B dengan Kelompok C 0,897

BAB 5 PEMBAHASAN

Rancangan penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimental laboratoris yang bertujuan untuk mengungkap pengaruh atau gejala yang timbul akibat manipulasi. Penelitian ini menyelidiki kemungkinan adanya perbedaan antar tiga kelompok eksperimen dari bahan yang berbeda dengan perlakuan yang sama. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk menyelidiki perbedaan kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan Zink Sulfat 4%. Setiap kelompok diberikan perlakuan yang sama setelah itu dibandingkan untuk setiap kelompoknya.

5.1 Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan dan Daur Ulang serta Gipsum Tipe III Daur Ulang dengan Penambahan Larutan Zink Sulfat 4%

Pada tabel 6 terlihat bahwa kekuatan kompresi terkecil pada kelompok kontrol/kelompok A adalah 15,08 MPa dan nilai terbesar adalah 25,76 MPa. Nilai kekuatan kompresi terkecil kelompok B adalah 0,25 MPa dan nilai terbesar adalah 0,65 MPa. Nilai kekuatan kompresi terkecil kelompok C adalah 0,38 MPa dan nilai terbesar adalah 0,64 MPa. Hasil penelitian ini bervariasi pada setiap sampel dalam satu kelompok. Hal ini disebabkan karena suhu ruangan dan kelembaban udara saat pembuatan dan pengujian sampel yang berbeda-beda.

Rerata kekuatan kompresi dianalisis menggunakan Uji Univarian. Rerata kekuatan kompresi kelompok A adalah 21,60 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 3,87 Mpa. Rerata kekuatan kompresi kelompok B adalah 0,38 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 0,14 MPa. Rerata kekuatan kompresi kelompok C adalah 0,52 MPa dan standar deviasi (SD) sebesar 0,08 MPa. Hasil penelitian menunjukkan kekuatan kompresi terbesar terdapat pada kelompok A. Kekuatan kompresi yang besar pada kelompok A karena menggunakan perbandingan air dan bubuk yang rendah dibandingkan dengan dua kelompok lainnya. Anusavice (2004) menyatakan

Interquartile Range .23

Skewness 1.004 .717

Kurtosis -.142 1.400

Daur Ulang Murni + Larutan Zink

Sulfat 4%

Mean .5233 .02769

95% Confidence Interval for Mean

Lower Bound .4595 Upper Bound .5872

5% Trimmed Mean .5248

Median .5300

Variance .007

Std. Deviation .08307

Minimum .38

Maximum .64

Range .26

Interquartile Range .14

Skewness -.270 .717

Kurtosis -.516 1.400

ANOVA Kekuatan Kompresi Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 2683.738 2 1341.869 267.487 .000

Within Groups 120.398 24 5.017

Total 2804.136 26

Tests of Normality

Kelompok Sampel

Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk Statistic df Sig. Statistic df Sig. Kekuatan

Kompresi

Pabrikan .212 9 .200* .905 9 .283

Daur Ulang Murni .217 9 .200* .869 9 .120 Daur Ulang Murni + Larutan

Zink Sulfat 4%

.122 9 .200* .979 9 .961 a. Lilliefors Significance Correction

*. This is a lower bound of the true significance.

Post Hoc Tests Multiple Comparisons Kekuatan Kompresi LSD (I) Kelompok Sampel (J) Kelompok Sampel Mean

Difference (I-J) Std. Error Sig.

95% Confidence Interval Lower Bound Upper Bound Pabrikan Daur Ulang

Murni

21.21778* 1.05584 .000 19.0386 23.3969 Daur Ulang

Murni + Larutan Zink

Sulfat 4%

21.08000* 1.05584 .000 18.9009 23.2591

Daur Ulang Murni Pabrikan -21.21778* 1.05584 .000 -23.3969 -19.0386 Daur Ulang

Murni + Larutan Zink

Sulfat 4%

-.13778 1.05584 .897 -2.3169 2.0414

Daur Ulang Murni + Larutan Zink

Sulfat 4%

Pabrikan -21.08000* 1.05584 .000 -23.2591 -18.9009 Daur Ulang

Murni

.13778 1.05584 .897 -2.0414 2.3169 *. The mean difference is significant at the 0.05 level.

Lampiran 2

Persetujuan Komisi Etik Tentang Pelaksanaan Penelitian Bidang Kesehatan (Ethical Clearance₎

Lampiran 3

Surat Izin Penelitian di Unit Uji Laboratorium Dental Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Sumatera Utara

Lampiran 4

Surat Izin Penelitian di Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Lampiran 5

Surat Keterangan Selesai Pengujian di Laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara