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
Besar sampel dihitung berdasarkan rumus berikut :
Universitas Sumatera Utara
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 Akontrol.
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.
Universitas Sumatera Utara
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.
3.3.1.4 Variabel 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.
Universitas Sumatera Utara
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 105
o
C 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 128
o
C 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.
- -
Universitas Sumatera Utara
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 Akelompok 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.
Universitas Sumatera Utara
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.
SaringanLaboratory Test Sieve BBS, aperture 0,075 mm Gambar 3.
Gambar 3. Saringan 3.
Alat uji tekanUniversal Testing Machine, Japan Gambar 4.
Gambar 4. Universal Testing Machine
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara
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 AKelompok Kontrol
Proses pembuatan sampel gipsum kelompok A adalah sebagai berikut : 1.
Bubuk gipsum tipe III pabrikan disaring dengan saringan agar diperoleh u
kuran 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.
Universitas Sumatera Utara
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 105
o
C 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 128
o
C 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.
Universitas Sumatera Utara
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 128
o
C 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 d
2
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.
Universitas Sumatera Utara
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
Hasil 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 Analisis data
Penambahan bubuk Zink Sulfat 1,2
gram100 gram gipsum, dipanaskan
di autoklaf sampai suhu 128
o
C selama 15 menit
Pemanasan di autoklaf sampai
suhu 128 C
selama 15 menit
Universitas Sumatera Utara
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.
Universitas Sumatera Utara
Kategori