BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gipsum - Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan, Gipsum Tipe III Daur Ulang Dengan dan Tanpa Penambahan Larutan Garam Dapur 1,5% Sebagai Bahan Model Kerja Gigitiruan

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gipsum

Gipsum merupakan mineral yang berasal dari alam yang telah dikenal selama berabad-abad. Gipsum terbentuk secara alamiah dari hasil penguapan air di

pedalaman perairan kuno yang mengendap. Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat yang murni berwarna putih transparan, namun terkadang dapat berwarna abu-abu, coklat atau merah muda dan memiliki struktur kimia CaSO

4 .2H

2 O. Ketika

dipanaskan, gipsum kehilangan sekitar tiga perempat kadar air dan menjadi gipsum hemihidrat (CaSO .½H O), yang lembut dan dapat dengan mudah dihancurkan yang

disebut plaster of paris. Kegunaan gipsum secara umum dapat dijadikan sebagai bahan bangunan, selain itu dapat juga digunakan di bidang kedokteran dan kedokteran gigi.

2.2 Gipsum Kedokteran Gigi

Produk gipsum merupakan salah satu bahan yang paling memadai dalam membantu profesi kedokteran gigi dibandingkan bahan-bahan lain. Gipsum di kedokteran gigi paling banyak digunakan untuk pembuatan model studi atau model kerja dan sebagai bahan pengisian kuvet atau biasa disebut dengan bahan tanam. Model studi digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis dan rencana perawatan, sedangkan model kerja digunakan sebagai media untuk mendesain gigitiruan. Gipsum banyak dipakai di bidang kedokteran gigi karena memiliki sifat mudah untuk dimanipulasi, dimensi yang stabil dan kompatibilitas dengan bahan-

17 bahan lainnya.

2.2.1 Klasifikasi Gipsum Kedokteran Gigi

Gipsum di bidang kedokteran gigi terdiri dari beberapa tipe. American

13 Dental Association (ADA) No.25 membagi gipsum menjadi lima tipe. Masing – masing tipe memiliki sifat dan karakteristik yang berbeda, hal ini disesuaikan untuk kegunaannya.

1. Tipe I (Impression Plaster)

Gipsum tipe I digunakan untuk mencetak pasien yang telah kehilangan gigi, hal ini disebabkan sifatnya yang tidak elastis dan mudah patah. Apabila gipsum tipe ini digunakan untuk mencetak pada pasien yang memiliki gigi, maka undercut gigi tidak dapat tercetak dengan baik. Gipsum tipe ini memiliki karakteristik waktu pengerasan (setting time) yang pendek, ekspansi yang kecil sekitar 0,13%, w/p ratio

11 yang tinggi dan kekuatan kompresi yang rendah.

2. Tipe II (Laboratory or Model Plaster) Pada dasarnya gipsum tipe II merupakan plaster of Paris, gipsum ini digunakan sebagai model studi dan sebagai bahan pengikat model kerja ke artikulator. Gipsum tipe II memiliki karakteristik w/p ratio yang rendah, ekspansi yang lebih tinggi dibandingkan gipsum tipe I, setting time yang pendek dan kekuatan

1 kompresi yang lebih tinggi daripada gipsum tipe I.

3. Tipe III (Dental Stone) Dental stone umumnya digunakan sebagai bahan pembuatan model kerja. Gipsum tipe III memiliki karakteristik lebih keras dan lebih kuat dibandingkan gipsum tipe II sehingga lebih tahan lama. Dental stone memiliki w/p ratio yang lebih rendah dibandingkan gipsum tipe II, ekspansi sebesar 0,15-0,2% dan kekuatan

2,13 kompresi sebesar 20,7–34,5 MPa.

4. Tipe IV (Dental Stone, High Strength) Gipsum tipe IV atau biasa disebut dengan die stone digunakan untuk media pembuatan dai. Gipsum ini memiliki ketahanan terhadap abrasi yang cukup baik untuk menghindari perubahan bentuk gipsum saat mengukir wax, w/p ratio yang

2 rendah dan kekuatannya dua kali lipat dari gipsum tipe III.

5. Tipe V (High-Strength, High Expansion Dental Stone) Gipsum tipe V memiliki kekuatan kompresi dan ekspansi yang lebih tinggi dibandingkan gipsum tipe IV, hal ini diperoleh dari pengurangan perbandingan air dan bubuk (w/p ratio). Gipsum tipe ini digunakan sebagai model kerja dalam

13 pembuatan gigitiruan berbasis logam.

2.2.2 Proses Pembuatan Gipsum Kedokteran Gigi

Gipsum kedokteran gigi diproduksi dengan cara mengkalsinasi kalsium sulfat dihidrat. Kalsinasi merupakan proses pemanasan gipsum untuk mengeluarkan air dan mengubah kalsium sulfat dihidrat menjadi kalsium sulfat hemihidrat. Berdasarkan metode kalsinasi, berbagai bentuk hemihidrat dapat diperoleh. Bentuk-bentuk yang dapat diperoleh antara lain α-hemihidrat, α-hemihidrat modifikasi dan β-hemihidrat. Perbedaan antara α- dan β-hemihidrat yaitu ukuran partikel kristal hemihidrat dan luas permukaan. β-hemihidrat atau dental plaster (tipe I dan II) diperoleh dari proses pemanasan di ketel terbuka dengan suhu 110 °-120°C, partikel yang dihasilkan berukuran besar, berbentuk ireguler dan spongious, sementara α-hemihidrat diperoleh dari proses pemanasan di autoklaf dengan tekanan uap 120 °-130°C memiliki partikel berukuran lebih kecil dan berbentuk batang atau prisma yang teratur. α-hemihidrat modifikasi diperoleh dari proses pendidihan gipsum di dalam 30% larutan kalsium klorida dan magnesium klorida. Proses ini menghasilkan partikel hemihidrat yang paling halus, berbentuk kuboid dan lebih padat sehingga digunakan sebagai dai. α-

7,13 hemihidrat modifikasi lebih dikenal sebagai die stone atau gipsum tipe IV.

(Gambar 1)

Gambar 1. Diagram pembentukan gipsum kedokteran gigi

2.2.3 Karakteristik Gipsum Kedokteran Gigi

Gipsum kedokteran gigi mempunyai beberapa karakteristik yaitu : 1.

Setting time

Setting time atau waktu pengerasan merupakan waktu yang dibutuhkan bubuk

gipsum dan air untuk bereaksi sempurna yang dihitung saat dimulai pengadukan sampai campuran gipsum mengeras. Reaksi pengerasan yang terjadi adalah sebagai berikut : a.

Ketika bubuk hemihidrat gipsum dicampurkan dengan air, terbentuk suatu suspensi cair dan dapat dimanipulasi b.

Bubuk hemihidrat terlarut sampai terbentuk larutan jenuh c. Larutan jenuh ini sangat penuh dengan dihidrat sehingga dihidrat mengendap d.

Ketika dihidrat mengendap, larutan sudah tidak lagi jenuh dengan

1,3

hemihidrat, maka hemihidrat akan terus terlarut. Kemudian proses berlanjut 2.

Setting expansion

Setting expansion merupakan hasil dari pertumbuhan kristal dari nukleus yang

saling berikatan satu dengan lainnya dan menyebabkan suatu tekanan atau dorongan keluar yang terjadi pada semua kristal gipsum. Hal ini juga yang memengaruhi perubahan dimensi dari suatu hasil cetakan. Setiap tipe gipsum memiliki ekspansi massa yang berbeda-beda yang dapat diamati pada saat perubahan partikel hemihidrat menjadi dihidrat, berdasarkan komposisi produk gipsum ekspansi linier yang dapat

1,3 diamati sekitar 0,06% - 0,5%.

3. W/p ratio

W/p ratio atau perbandingan air dan bubuk gipsum merupakan faktor penting

dalam menentukan sifat fisik dan kimia dari produk akhir gipsum. Semakin banyak air yang digunakan untuk pengadukan maka akan semakin sedikit jumlah nukleus pada unit volume, misalnya semakin tinggi perbandingan air dan bubuk gipsum akan menyebabkan semakin lama waktu pengerasan yang dibutuhkan dan semakin lemah kekuatannya. Setiap tipe gipsum memiliki w/p ratio yang berbeda, namun secara umum gipsum tipe I memiliki w/p ratio 50-75 ml air : 100 gram bubuk gipsum, gipsum tipe II memiliki w/p ratio 45-50 ml air : 100 gram bubuk gipsum, gipsum tipe

III memiliki w/p ratio 28-30 ml air : 100 gram bubuk gipsum, gipsum tipe IV memiliki w/p ratio 22-24 ml air : 100 gram bubuk gipsum dan gipsum tipe V

1,3 memiliki w/p ratio 18-22 ml air : 100 gram bubuk gipsum.

4. Kekuatan kompresi Kekuatan produk gipsum umumnya dinyatakan dalam istilah kekuatan kompresi. Berdasarkan teori pengerasan, maka suatu produk gipsum akan memiliki kekuatan yang meningkat pada saat bahan mulai mengeras. Kekuatan kompresi gipsum berbeda setiap tipenya, gipsum tipe I memiliki kekuatan kompresi 4 MPa atau sekitar 580 psi, gipsum tipe II memiliki kekuatan kompresi 9 MPa atau sekitar 1300 psi, gipsum tipe III memiliki kekuatan kompresi 20,7 MPa atau sekitar 3000 psi, gipsum tipe IV memiliki kekuatan kompresi 34,5 MPa atau sekitar 5000 psi dan

1,3 gipsum tipe V memiliki kekuatan kompresi 48,3 MPa atau sekitar 7000 psi.

5. Perubahan dimensi

Idealnya sebuah bahan untuk pembuatan model gigi harus memiliki sifat kestabilan dimensi yang baik, sehingga ukuran struktur rongga mulut dapat tercetak secara akurat. Namun, bahan gipsum mengalami sedikit perubahan dimensi pada saat pengerasan. Perubahan dimensi dapat dipengaruhi oleh perbandingan air dan bubuk gipsum, perbandingan air dan bubuk yang tinggi akan menyebabkan ekspansi yang lebih sedikit. Sementara itu, penambahan air pada saat pengadukan awal dapat meningkatkan ekspansi pada saat pengerasan. Jenis ekpansi ini disebut ekspansi higroskopis. Ekspansi higroskopis dapat meningkat secara signifikan, pada gipsum tipe IV, ekspansi higroskopis dapat meningkat dari 0,05% tanpa penambahan air

3 menjadi 0,1% setelah penambahan air.

2.3 Kekuatan Kompresi Gipsum Kedokteran Gigi

Dalam ilmu kekuatan bahan, kekuatan kompresi dapat diartikan sebagai kapasitas suatu bahan untuk menahan beban yang diberikan kepada bahan tersebut, dimana beban yang diberikan cenderung dapat menghancurkannya. Kekuatan kompresi dapat diukur dengan menghancurkan spesimen bahan berbentuk silindris pada alat uji tekan. Kekuatan kompresi dihitung dari kegagalan suatu bahan menerima tekanan dibagi dengan cross-sectional area beban yang dinyatakan dalam

16 satuan per square inch (psi) atau megapascal (MPa).

Kekuatan kompresi pada gipsum dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu kekuatan basah dan kekuatan kering. Kekuatan yang diperoleh pada saat kelebihan air yang dibutuhkan pada proses hidrasi hemihidrat tertinggal di dalam bahan disebut kekuatan basah, sedangkan kekuatan kering adalah kekuatan yang diperoleh apabila bahan atau gipsum dikeringkan dari kelebihan air. Kekuatan kering dinyatakan memiliki kekuatan yang lebih hingga dua kali lipat dari kekuatan basah. Apabila waktu pengeringan ditambah maka kekuatan kompresi gipsum dapat meningkat pula. Pada umumnya, produk gipsum atau model kerja mencapai kekuatan maksimum setelah mengalami pengeringan selama 24 jam. Hal ini disebabkan pada saat tetesan air yang terakhir keluar, kristal-kristal gipsum mengendap dan akan menjangkarkan

1,3 kristal-kristal yang lebih besar berfungsi sebagai penguat ikatan antar kristal.

Kekuatan kompresi gipsum dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : 1.

W/p ratio Semakin banyak air yang digunakan, maka semakin sedikit jumlah nukleus per unit volume dan kristal-kristal gipsum yang kecil akan langsung terlarut sehingga penjangkaran antar kristal menghilang, hal ini menyebabkan semakin sedikit jumlah kristal per unit volume untuk berat hemihidrat tertentu. Keadaan ini disebut porositas, semakin besar porositas maka akan semakin kecil kekuatan kering yang dihasilkan

1,3

dan semakin rendah kekuatan kompresinya.

2. Kecepatan dan waktu pengadukan Sebagian kristal gipsum langsung terbentuk pada saat bubuk gipsum berkontak dengan air, pada saat pengadukan dimulai pembentukan kristal meningkat, pada saat yang bersamaan ikatan kristal yang dibentuk diputuskan oleh spatula pengaduk dan didistribusikan secara merata sehingga nukleus kristal lebih banyak terbentuk. Waktu pengadukan juga berpengaruh terhadap kekuatan kompresi produk gipsum, umumnya dengan peningkatan waktu pengadukan kekuatan kompresi akan meningkat pula sampai batas optimalnya, namun apabila pengadukan terlalu lama, kristal-kristal gipsum yang sudah terbentuk akan pecah dan jumlah ikatan antar

1,3 kristal sedikit, hal ini yang menyebabkan kekuatan kompresi dapat menurun.

3. Akselerator dan retarder Penambahan akselerator ataupun retarder dapat mengurangi kekuatan basah ataupun kekuatan kering dari produk gipsum. Hal ini disebabkan oleh penambahan garam yang dilakukan memengaruhi kemurnian serta mengurangi kohesi antar kristal

1,3 gipsum.

4. Kemurnian bubuk gipsum Gipsum merupakan material yang higroskopis (dapat menyerap air dari udara). Apabila bubuk gipsum dibiarkan di udara terbuka selama beberapa hari, maka bubuk gipsum tersebut akan menyerap air dari udara dan permukaan dari partikel hemihidrat akan berubah menjadi dihidrat. Efek yang ditimbulkan pada saat pengadukan yaitu penurunan waktu pengerasan karena rendahnya kelarutan dari

1,3 partikel hemihidrat yang dapat menurunkan kekuatan kompresi.

5. Suhu dan kelembaban udara

Gipsum hanya stabil apabila berada dibawah suhu 40 °C. Apabila pengeringan produk gipsum dilakukan pada suhu yang tinggi harus dapat dikontrol dengan baik.

Kehilangan air akan sangat cepat terjadi apabila berada pada suhu diatas 100 °C dan

1,3 dapat menyebabkan pengerutan dan penurunan kekuatan kompresi.

2.4 Daur Ulang

Definisi daur ulang berdasarkan SNI 19-2454-2002 adalah proses pengolahan sampah yang menghasilkan produk baru. Sampah ini bisa dimanfaatkan secara langsung atau harus mengalami proses terlebih dahulu untuk menjadi bahan baku baru. Pada pemahaman yang terbatas, proses daur ulang harus menghasilkan produk yang mirip dengan aslinya, dalam hal ini gipsum bekas atau limbah gipsum didaur ulang menjadi gipsum siap pakai. Terdapat beberapa alasan daur ulang yaitu:

1. Alasan ketersediaan sumber daya alam, terutama untuk sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.

2. Alasan nilai ekonomi, sampah dapat bernilai ekonomi bila dimanfaatkan kembali dalam bentuk pemanfaatan energi atau pemanfaatan bahan (bahan utama dan bahan pembantu).

3. Alasan perlindungan terhadap lingkungan karena sampah berdampak negatif terhadap lingkungan (pencemaran). Hal ini yang menjadi dasar kegiatan daur ulang gipsum perlu dilakukan. Limbah gipsum kedokteran gigi tidak dapat diurai oleh bakteri di tanah menyebabkan pencemaran lingkungan seperti timbulnya gas H

2 S dan 5,17

SO 2 .

Proses daur ulang dapat meliputi beberapa tahap : 1.

Pemisahan dan pengelompokan: hal ini ditujukan untuk mendapatkan limbah gipsum yang sejenis, yaitu model kerja yang dibuat dari gipsum tipe III.

2. Pemurnian: untuk mendapatkan bahan/elemen semurni mungkin, melalui proses fisik, kimia, biologi atau termal. Gipsum disaring menggunakan ayakan dan melalui pemanasan di autoklaf.

3. Pencampuran: Untuk mendapatkan bahan yang lebih bermanfaat, dalam hal ini limbah gipsum ditambahkan garam dapur.

4. Pengolahan/perlakuan: Untuk mengolah sampah menjadi bahan yang siap

17 pakai.

2.5 Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Gipsum kedokteran gigi merupakan bahan yang cukup banyak digunakan dalam bidang kedokteran gigi, terutama dalam pembuatan model studi atau model kerja. Model kerja yang digunakan dalam proses pembuatan gigitiruan apabila telah selesai dipakai akan menjadi limbah dan dibuang begitu saja. Abdelfatah dan Tabsh (2008) menyatakan bahwa limbah gipsum tidak mudah diuraikan dan dapat menimbulkan gas SO

2 dan H

2 S apabila terkena radiasi sinar infra merah dan

ultraviolet. Gas SO

2 merupakan gas yang dapat mencemari lingkungan dan

berbahaya bagi kesehatan manusia. Pencemaran udara oleh gas SO

2 dapat

menyebabkan terjadinya iritasi pada sistem pernapasan. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa iritasi tenggorokan terjadi pada konsentrasi SO sebesar 5 ppm

di udara atau lebih. Bahkan bagi penderita yang mempunyai penyakit kronis pada sistem pernapasan, kardiovaskular dan penderita lanjut usia dengan paparan gas SO

yang rendah saja yaitu sebesar 0,2 ppm sudah dapat menyebabkan iritasi tenggorokan. Selain dampak terhadap kesehatan manusia, gas SO

2 juga berpengaruh

negatif pada benda-benda maupun tanaman melalui pembentukan hujan asam, dengan reaksi: ½ O + SO + H O  H SO

18 dan menyebabkan pH air hujan cenderung rendah (pH < 7) .

Untuk mengurangi dampak lingkungan yang diakibatkan oleh gas SO , perlu

adanya upaya yang dilakukan untuk mengurangi kadar emisi gas yang ditimbulkan dari limbah gipsum kedokteran gigi, salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah dengan cara mendaur ulang.

Gipsum kedokteran gigi merupakan bahan yang bersifat reversibel atau dengan kata lain dapat didaur ulang. Partikel gipsum yang diperoleh dari limbah model kerja memiliki kandungan air yang terjebak di kristalnya, Cindy (2014) menemukan kadar air yang terkandung di dalam gipsum tipe III pabrikan sebesar

0,57% dan di dalam limbah gipsum tipe III sebesar 8,88%. Perbedaan kandungan air pada partikel gipsum pabrikan dan limbah gipsum akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum, semakin sedikit kandungan air dalam partikel gipsum akan meningkatkan kekuatan kompresinya. Untuk mendapatkan kekuatan kompresi gipsum daur ulang yang optimum, kadar air di dalam partikel gipsum daur ulang harus sedikit, sehingga diperlukan proses pemanasan atau kalsinasi untuk mengeluarkan kadar air dari partikel limbah gipsum yang akan didaur ulang.

2.5.1 Faktor yang Memengaruhi Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

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

1,13 dapat digunakan sebagai model kerja ataupun model studi.

2.5.2 Syarat Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

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

2.5.3 Mekanisme Daur Ulang Gipsum Kedokteran Gigi

Sifat reversibel yang dimiliki gipsum dapat mengubah partikel dihidrat menjadi partikel hemihidrat dan sebaliknya karena adanya peristiwa dehidrasi/hidrasi

atau keluar masuknya partikel air. Untuk memperoleh bubuk gipsum daur ulang maka partikel dihidrat harus diubah menjadi parikel hemihidrat, ini diperoleh apabila partikel air dikeluarkan dari senyawa kalsium sulfat dihidrat. Peristiwa dehidrasi atau keluarnya partikel air dapat terjadi melalui proses pemanasan atau kalsinasi. Hal ini dibuktikan oleh penelitian yang telah dilakukan oleh Ibrahim (1995) dan Abidoye dan Bello (2010). Mereka menyatakan bahwa daur ulang gipsum dapat dilakukan melalui proses pemanasan dan hasilnya menunjukkan mikrostruktur yang mirip dengan

5-9

gipsum pabrikan. Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat (CaSO 4.

2 O) apabila

dipanaskan pada suhu < 200 °C akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H

2 O

dan berubah menjadi kalsium sulfat hemihidrat (CaSO

4. ½H 2 O).



2CaSO

4 .2H

2 O + pemanasan (CaSO4) 2 .H

2 O + 3H

2 O

Kalsium sulfat dihidrat Kalsium sulfat hemihidrat Sesuai dengan prinsipnya, proses daur ulang harus menghasilkan produk yang mirip dengan aslinya, maka daur ulang gipsum kedokteran gigi harus memenuhi kriteria yang mirip dengan gipsum pabrikan. Gipsum kedokteran gigi memiliki karakteristik seperti setting expansion, perubahan dimensi, kekuatan kompresi, w/p

ratio dan setting time.

Ary (2012) melakukan penelitian tentang perbandingan setting time gipsum daur ulang tipe III dengan gipsum tipe III pabrikan, hasilnya menunjukkan ada perbedaan antara setting time gipsum tipe III daur ulang berdasarkan perbandingan air dan bubuk. Setting time tercepat diperoleh dengan w/p ratio 60 ml : 100 gram yaitu 3,3171 menit, dan setting time terlama diperoleh dengan w/p ratio 90 ml : 100 gram yaitu 28,4315 menit. Sedangkan setting time gipsum daur ulang yang paling mendekati setting time gipsum pabrikan diperoleh dengan w/p ratio 80 ml : 100 gram

19 yaitu 23,0808 menit.

Sri (2014) meneliti mengenai perbandingan perubahan dimensi antara gipsum tipe III pabrikan dengan gipsum tipe III daur ulang dan hasilnya menunjukkan perubahan dimensi gipsum tipe III daur ulang lebih kecil daripada gipsum tipe III pabrikan. Perubahan dimensi yang diteliti oleh Sri berkaitan dengan setting ekspansi, di bidang kedokteran gigi material yang memiliki perubahan dimensi yang minimum

20 diperlukan terutama dalam pembuatan model kerja.

Cindy (2014) meneliti mengenai kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan dengan gipsum tipe III daur ulang dengan pemanasan menggunakan oven. Hasilnya menunjukkan kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang jauh lebih rendah dibandingkan gipsum tipe III pabrikan dengan nilai rata-rata 26,72 ± 1,43

10 MPa (gipsum tipe III pabrikan) dan 1,34 ± 0,16 MPa (gipsum tipe III daur ulang).

Metode daur ulang gipsum dalam penelitian ini dibuat seperti proses pembentukan gipsum tipe III yaitu pemanasan di autoklaf dengan suhu 120º - 130ºC, hal ini dikarenakan limbah gipsum berasal dari gipsum tipe III dan hasil daur ulang yang diharapkan dapat digunakan sesuai fungsi pemakaian gipsum tipe III pula, yaitu untuk pembuatan model kerja. Nilai kekuatan kompresi gipsum untuk pembuatan model kerja harus tinggi, maka pada tahap ketiga proses daur ulang, yaitu pencampuran yang bertujuan untuk mendapatkan bahan yang lebih bermanfaat, dapat ditambahkan garam dapur untuk meningkatkan kekuatan kompresinya. Hal ini didasari dengan teori pembentukan gipsum tipe IV yaitu dilakukan pemanasan dengan sedikit asam organik atau garam dengan air di dalam autoklaf, proses ini menghasilkan partikel gipsum yang berbentuk kuboid dan lebih padat, sehingga

7,13 memiliki kekuatan kompresi yang lebih tinggi daripada gipsum tipe III.

2.6 Garam Dapur

2.6.1 Definisi Garam Dapur

Garam dapur adalah sejenisGaram dapur merupakan salah satu kebutuhan yang merupakan pelengkap dari kebutuhan pangan dan merupakan sumber elektrolit bagi tubuh manusia. Bentuknya kristal putih, dihasilkan dariBiasanya garam dapur yang tersedia secara umum

21 adal(NaCl).

2.6.2 Kandungan Garam Dapur

Sesuai dengan SK Menteri Perindustrian Nomor 29/M/SK/2/1995 tentang pengesahan serta penerapan Standar Nasional Indonesia (SNI) nomor 01-3556-2000, garam dapur adalah garam yang memiliki kadar NaCl minimal 94,7%, air maksimal 7%, iodium (KIO

3 ) 30 mg/kg dan beberapa kandungan logam lain seperti timbal (Pb)

maksimal 10 mg/kg, tembaga (Cu) maksimal 10 mg/kg, raksa (Hg) maksimal 0,1

22-23

mg/kg dan arsen (As) maksimal 0,1 mg/kg.

2.7 Mekanisme Garam Dapur Meningkatkan Kekuatan Kompresi Gipsum

Garam dapur atau NaCl pada umumnya banyak digunakan dalam proses manipulasi gipsum sebagai akselerator. Bahan akselerator adalah bahan kimia yang ditambahkan pada saat manipulasi gipsum untuk memperpendek setting time,

biasanya berbentuk garam. Beberapa penelitian menyatakan bahwa pemberian larutan garam dapur juga dapat meningkatkan kekuatan kompresi dari gipsum.

Shen (1981) dalam penelitiannya menyatakan bahwa pemberian larutan garam

dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum dalam waktu 24 jam. Christine (2012) meneliti tentang pengaruh penambahan larutan garam dapur dan NaCl 2% terhadap setting time dan kekuatan kompresi gips tipe III sebagai bahan model kerja gigitiruan. Hasil penelitian menunjukkan nilai rerata kekuatan kompresi gips tipe III dengan penambahan larutan garam dapur adalah 28,34±2 MPa, kelompok gips tipe

III dengan penambahan NaCl 2% adalah 23,67±2,1 MPa, dan kelompok gips tipe III tanpa penambahan larutan garam adalah 25,71±2,22 MPa. Kelompok gipsum yang ditambah larutan garam dapur menunjukkan nilai rerata tertinggi dibandingkan dengan kelompok lainnya, dalam pembahasannya Christine mengungkapkan hal ini terjadi karena garam dapur yang dipakai tidak hanya mengandung senyawa NaCl, namun juga mengandung beberapa unsur logam lain seperti Pb, Cu, Hg dan As yang umumnya bersifat keras. Adanya logam-logam tersebut yang menyebabkan

meningkatnya kekuatan kompresi gipsum.

Aipipidely (2013) meneliti tentang perbedaan kekuatan kompresi dental

plaster dengan penambahan larutan garam dapur dalam berbagai variasi konsentrasi.

Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan kekuatan kompresi dengan penambahan larutan garam dapur 1,5% yaitu sebesar 12,2 MPa, sementara kekuatan kompresi dental plaster yang tidak diberikan tambahan larutan garam dapur (kontrol) sebesar 8,63 MPa. Hal tersebut menunjukkan adanya peningkatan kekuatan kompresi, berdasarkan pembahasannya hal ini terjadi karena adanya pemakaian elektron bersama dari bubuk hemihidrat gipsum dan NaCl, sehingga terjadi ikatan-ikatan

14 kimia yang stabil.

Mineral Gipsum (CaSO .2H O) ₄

₂

kalsinasi Air Gipsum (CaSO .½H O) ₄ ₂ Klasifikasi Tipe V

Tipe I Tipe II Tipe IV _Pemanasan Tipe III _autoklaf _{autoklaf + asam} _Pemanasan r ₁₂₀ _{organik / garam}

°C -130°C e ¹⁴⁰

°C v e r s

Karakteristik Fungsi i b

Molekul air terperangkap dalam e

Model Kerja kisi kristal gipsum  jarak Setting Perubahan W/P Setting l

(CaSO .2H O) ₄ _{2 antara kristal gipsum renggang} Expansion Dimensi Ratio Time Limbah Kelemahan : Kekuatan

W/P Ratio kompresi menurun Daur Ulang

Kecepatan & Waktu Pengadukan Penanggulangan : Penambahan Larutan Garam

Faktor yang Syarat Mekanisme Dapur pada Suhu 128 °C  Kekuatan

Memengaruhi Akselerator & jarak antara kristal gipsum rapat

Kompresi Retarder kalsinasi

Gipsum Daur Ulang Murni Kemurnian Bubuk (CaSO .½H ₄ _{2 O)}

Gipsum Gipsum Daur Ulang + Larutan Garam Dapur (CaSO .½H O) ₄

₂

Suhu & Kelembaban Udara

Karakteristik Setting Perubahan W/P Setting Expansion Dimensi Ratio Time

22 Universitas Sumatera Utara

Kekuatan Kompresi

2.9 Kerangka Konsep

kalsinasi Mineral Gipsum Gipsum Tipe III Daur Ulang (CaSO .

Gipsum Tipe III Model Kerja ⁴ ½H O) + Larutan Garam Dapur 1,5% (CaSO .2H O) ² (CaSO .2H O) ₄ ₂ ⁴ ² Pabrikan _r _e pada Suhu 128 °C (CaSO .½H O) ₄ ₂ _s _r _e _v _i _b

Partikel hemihidrat Partikel hemihidrat _e _l Gipsum Tipe III Daur berbentuk prisma dan Ulang (CaSO . ½H O) ₄ ₂ teratur

Bereaksi dengan air Ukuran partikel, w/p Molekul air Pemakaian elektron secara bersama ratio, pengadukan terperangkap dalam kisi dari partikel hemihidrat gipsum dan kristal gipsum garam dapur

Bereaksi dengan air Banyak ruang kosong Ikatan kimia stabil untuk pertumbuhan kristal Terbentuk interaksi antar partikel stabil yang banyak

Kandungan logam Pb, Cu, Hg dan As Bereaksi dengan air Kristal dihidrat mulai tumbuh Ikatan antar kristal sedikit Kekuatan kompresi meningkat dibandingkan tanpa penambahan garam dapur

Kristal berkontak satu Kekuatan kompresi menurun dengan yang lain Kekuatan kompresi tinggi Kekuatan Kompresi

23 Universitas Sumatera Utara

2.10 Hipotesis Penelitian

Berdasarkan tinjauan pustaka yang telah diuraikan, maka dapat disusun hipotesis sebagai berikut : Terdapat perbedaan kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan garam dapur 1,5%.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gipsum - Perbedaan Kekuatan Kompresi Gipsum Tipe III Pabrikan, Gipsum Tipe III Daur Ulang Dengan dan Tanpa Penambahan Larutan Garam Dapur 1,5% Sebagai Bahan Model Kerja Gigitiruan