BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Gipsum - 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

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gipsum

1 Gipsum adalah mineral yang terdapat di berbagai belahan dunia. Gipsum

merupakan produk industri yang merupakan hasil reaksi kimia. Gipsum pertama kali ditemukan di kota Paris dan digunakan dalam bidang kedokteran gigi pada tahun

22 1756. Dalam bidang kedokteran gigi gipsum lebih dikenal dengan nama gips.

Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat murni dengan rumus kimia CaSO

4 .2H

2 O kemudian mengalami pemanasan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat 1,2,5-6

(CaSO .½H O). Kalsium Sulfat Hemihidrat (CaSO .½H O) digunakan dalam

kedokteran gigi sebagai bahan untuk pembuatan model atau dai dari struktur rongga

mulut dan untuk konstruksi gigitiruan. 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 : 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

1,8 elastomer.

2. Tipe II (Plaster Model). Gipsum tipe II pada umumnya digunakan untuk pembuatan model studi dan

1,8,17

untuk mengisi cetakan dalam pembuatan model gigitiruan. Gipsum tipe II metode

pembentukan yaitu dengan pemanasan pada ketel terbuka suhu 110-120 C sehingga

2 1 menghasilkan Bentuk kristalnya menyerupai spons dan tidak teratur.

-Hemihidrat.

digunakan. Tipe ini mempunyai kekuatan kompresi yang rendah yaitu 9 MPadan

1,8,17 tersedia dalam warna putih.

3. Tipe III (Dental Stone).

Gipsum tipe III dikenal dengan nama dental stone. Metode pembentukan

gipsum tipe III yaitu dengan pemanasan di autoklaf pada suhu 120-130 C sehingga

1 Gipsum tipe ini mempunyai sifat akurat, keras, konsistensi dihasilkan α-Hemihidrat.

yang halus, serta lebih kuat dari gipsum tipe II. Pemanipulasian gipsumini menggunakan air yang lebih sedikit dari gipsum tipe II karena mempunyai bentuk

partikel yang lebih padat, prismatik dan teratur. Gipsum ini digunakan sebagaibahan

1,17 model kerja untuk pembuatan model gigitiruan sebagian dan gigitiruan penuh.

1 Gipsum ini mempunyai kekuatan kompresi 20,7 MPa sampai 34,5 MPa (5000 Psi).

4. Tipe IV (Dental Stone, High Strength).

17 Gipsum tipe IV merupakan modifikasi dari gipsum tipe III. Metode

pembentukan gipsum tipe ini yaitu dengan memanaskan mineral gipsum di dalam

asam organik atau garam pada suhu 140 C kemudian dicuci dengan air panas suhu

2 1,8,17

100

C. Gipsum ini mempunyai susunan partikel yang padat. Gipsum ini bila dibandingkan dengan gipsum tipe I,II,III mempunyai kekuatan yang lebih tinggi.

17 Gipsum tipe IV digunakan untuk dai.

4 5.

Tipe V (Dental Stone, High Strength, High Expansion). Gipsum tipe V adalah gipsum yang sangat kuat bila dibandingkan dengan tipe

gipsum yang lain. Gipsum tipe V digunakan sebagai dai untuk mengimbangi

10 pengerutan casting logam pada saat pendinginan setelah pemanasan suhu tinggi.

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.

8 Kekuatan kompresi gipsum tipe V adalah yang paling tinggi yaitu 48,3 Mpa.

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

1,8

rendah. Hesmati dkk (2002) meneliti perubahan dimensi dipengaruhi oleh bahan

yang digunakan, teknik dan cara manipulasi.

Setting Time

Setting time adalah waktu yang dibutuhkan gipsum untuk menjadi keras dan

1,8,10,25

dihitung sejak gipsum kontak dengan air. dipengaruhi oleh waktu,

Setting time

kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk/water powder ratio, adanya

8 akselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum.

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

22 mencapai initial setting time.

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

1 ketika disentuh. Kekuatan Kompresi Kekuatan kompresi adalah sifat mekanik yang digunakan untuk menilai

10 kekuatan suatu gipsum. Kekuatan kompresi didapat pada saat sampel gipsum pecah.

Kekuatan kompresi merupakan faktor penting untuk menilai ketahanan bahan terhadap terjadinya abrasi dan fraktur. Nilai kekuatan kompresi minimun akan

10,25

didapat sesaat setelah setting time. Kekuatan kompresi minimal pada gipsum tipe

1 III adalah 20,7 MPa.

Perbandingan Air dan Bubuk/Water Powder Ratio Perbandingan air dan bubukmerupakan faktor penting dalam penentuan sifat

fisik dan kimia pada akhir produk gipsum. Tipe gipsum akan memengaruhi perbandingan air dan bubuk karena adanya perbedaan bentuk dan ukuran kristal

8 Kalsium Sulfat Hemihidrat. Gipsum tipe II membutuhkan banyak air ketika

pengadukan karena bentuk partikel gipsum tipe II tidak beraturan dan porositas

tinggi. Gipsum tipe III membutuhkan lebih sedikit air daripada gipsum tipe II dan lebih banyak air dibandingkan dengan gipsum tipe IV. Pada gipsum tipe III

1 perbandingan air dan bubuk adalah 30 ml air dan 100 gram bubuk gipsum.

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. Pengontrolan setting expansion dapat

dilakukan dengan melakukan penambahan zat kimia. Hesmati dkk (2002) meneliti

setting expansion pada gipsum akan sempurna dalam waktu 96 jam (4 hari). Pada

gipsum tipe III setting expansion yang terjadi adalah 0-0,20 %.

1,8,27

Tabel 1. Karakteristik Gipsum

Kekuatan Setting Setting

Perbandingan Tipe Gipsum Time Kompresi (min) Expansion Air dan Bubuk (menit) 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, 12±4 48,3 7000 0,18-0,22 0-10,30

High Expansio,)

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

Dapat digunakan untuk semua jenis bahan cetak.

Sebagai media pembelajaran tentang jaringan keras dan lunak dalam pandangan lingual ketika gigi dioklusikan.

Sebagai media pembelajaran tentang ukuran gigi, letak dan bentuk serta hubungan rahang.

b. Sebagai media pembelajaran tentang relasi dari lengkung rahang.

Memperlihatkan gambaran tiga dimensi dari keadaan jaringan keras dan lunak rongga mulut.

26 a.

kegunaan diantaranya :

26 Model studi mempunyai beberapa

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.

Resisten terhadap abrasi dan fraktur.

untuk menerangkan masalah yang dimiliki oleh pasien di dalam rongga mulutnya.

Tidak mudah pecah atau rusak selama proses laboratorium atau pengukiran malam.

Mempunyai setting time yang tepat.

c. Tidak melengkung atau mengalami distorsi.

Stabilitas dimensi harus dipertahankan selama dan setelah proses pengerasan.

Model harus kuat dan keras.

6 a.

syarat, diantaranya :

10 Pembuatan model mempunyai beberapa

Selain itu, model gigitiruan digunakan untuk pembuatan model gigitiruan sebagian dan gigitiruan penuh.

6,17

2.2.1 Jenis Model Gipsum

Sebagai media perbandingan antara keadaan sebelum dan sesudah dilakukan perawatan.

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

28-29 digunakan untuk restorasi tidak langsung contohnya pembuatan gigitiruan cekat.

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

26,28 hasil yang didapatkan akurat.

2.3 Kekuatan Kompresi

Kekuatan kompresi adalah kekuatan yang ditentukan melalui nilai maksimum dari spesimen dibagi dengan luas spesimen. Nilai kekuatan kompresi didapatkan

5,30

setelah spesimen pecah. Kekuatan kompresi diukur menggunakan alat uji tekan

31 (Universal Testing Machine) dinyatakan dengan satuan Mega Pascal (MPa).

Menurut spesifikasi American Dental Assosiation (ADA) no 25, spesimen mencapai kekuatan kompresi minimum 1 jam setelah mengeras dan pengerasan maksimum

1,8

dapat dicapai dalam waktu 24 jam (1 hari) setelah pengadukan. Hesmati dkk (2002) meneliti setting expansion yang terjadi pada gipsum akan sempurna setelah 96 jam (4 hari). Setting expansion yang terjadi pada gipsum berkaitan dengan pembentukan

nukleus kristal pada gipsum. Ketika setting expansion telah sempurna maka jarak antar nukleus kristal gipsum menjadi semakin dekat sehingga tidak ada ruang kosong

1 dalam pembentukan kristal gipsum.

Kekuatan kompresi sangat dibutuhkan pada model kerja gigitiruan karena kekuatan kompresi merupakan suatu kemampuan bahan untuk menahan terjadinya

fraktur dan menahan terjadinya abrasi. Sehingga pada saat pembuatan model gigitiruan di model kerja tekanan yang terjadi selama prosedur laboratorium tidak akan memengaruhi hasil dari gigitiruan.

Kekuatan kompresi dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, perbandingan air dan bubuk, akselerator dan retarder, suhu ruangan dan tekanan

1,8,27 atmosfer serta kemurnian bubuk gipsum.

2.3.1.1 Waktu dan Kecepatan Pengadukan

Waktu pengadukan merupakan faktor yang memengaruhi kekuatan kompresi karena peningkatan waktu pengadukan akan meningkatkan kekuatan kompresi gipsum. Namun bila, pengadukan dilakukan lebih dari 1 menit dapat mengakibatkan kristal-kristal gipsum yang terbentuk menjadi pecah dan jalinan kristal yang terbentuk

1,8

diakhir menjadi lebih sedikit sehingga kekuatan kompresi menjadi rendah. 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. 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

1,25,27

detik harus dilakukan dengan kecepatan 2 rpm (revolution per minute). Setelah pengadukan dengan spatula dilanjutkan dengan pengadukan secara mekanik

31 menggunakan vacum mixer.

2.3.1.2 Perbandingan Air dan Bubuk

Kekuatan kompresi sangat dipengaruhi oleh perbandingan air dan bubuk yang

32 digunakan. Perbandingan air dan bubuk juga akan memengaruhisetting expansion.

Perbandingan air dan bubuk besar menyebabkan setting expansion menjadi lebih kecil dan menyebabkan nukleus kristal yang terbentuk semakin sedikit karena

1 interaksi kristal-kristal dihidrat sedikit sehingga kekuatan kompresi menurun.

Sebaliknya, jika perbandingan air dan bubuk rendah maka akan menyebabkan kandungan air menjadi sedikit sehingga jarak antar kristal menjadi lebih dekat

1 26 secara langsung oleh ukuran partikel, bentuk partikel dan porositas gipsum.

Semakin porositas partikel kristal gipsum, semakin banyak air yang diperlukan untuk

mengubah partikel Hemihidrat menjadi Dihidrat. Partikel gipsum yang lebih besar, tidak beraturan dan porositas seperti plaster of paris membutuhkan air yang lebih

26,32

banyak. Penggunaan air yang lebih banyak pada bubuk gipsum akan

11,26 memengaruhi kekuatan kompresi gipsum menjadi lebih rendah.

2.3.1.3 Akselerator dan Retarder

Akselerator dan retarder merupakan zat aditif yang ditambahkan ke dalam

gipsum. Hatim dkk (2007) meneliti penambahan zat aditif dapat meningkatkan kekuatan kompresi yang dipengaruhi oleh konsentrasi bahan kimia yang ditambahkan

kedalam gipsum. Zat aditif digunakan untuk memodifikasi sifat yang dimiliki oleh

gipsum. Salah satu modifikasi sifat yang terjadi adalah kecepatan pengerasan

1 gipsum. Kecepatan pengerasan dipengaruhi oleh kecepatan kelarutan Hemihidrat.

Bahan akselerator adalah zat aditif yang akan mempercepat setting time gipsum. Reaksi pada akselerator terjadi karena pembentukan kristal pada gipsum terjadi lebih cepat. Adapun beberapa contoh akselerator adalah K

2 SO 4 2-3%, Na

2 SO

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. Beberapa contoh retarder adalah Boraks, Asetat, Potassium Sitrat, NaCl <2%, Na

2 SO 4 > 4 %, Sodium Sitrat dan lain-lain. Penambahan

bahan kimia seperti akselerator dan reterder akan memengaruhi kemurnian gipsum

1,8 dan mengurangi kohesi antar kristal yang terbentuk.

2.3.1.4 Suhu Ruangan dan Tekanan Atmosfer o

Gipsum yang disimpan pada suhu ruangan 90 C dapat menyebabkan

–100 pengerutan karena kristalisasi air yang keluar pada saat partikel Dihidrat menjadi

8 Hemihidrat. Pengerutan yang terjadi akan menyebabkan kekuatan kompresi gipsum

1,8

pada gipsum dan reaksi kimia ini akan mengakibatkan sebagian kristal Hemihidrat

3 tidak berubah menjadi kristal Dihidrat.

2.3.1.5 Kemurnian Bubuk Gipsum Kemurnian bubuk gipsum akan memengaruhi proses pengerasan bubuk gipsum.

Semakin murni gipsum maka proses setting akan terjadi lebih cepat. Hal ini dipengaruhi oleh kelarutan Hemihidrat dan nukleus gipsum yang terbentuk lebih

banyak sehingga kecepatan kristalisasi gipsum semakin besar. Selain itu, perbandingan air dan bubuk yang dibutuhkan lebih rendah sehingga kekuatan

26 kompresi yang dihasilkan oleh gipsum akan meningkat.

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. Sebaliknya, bila berat jenis gipsum rendah maka kohesi antar partikel semakin rendah dan akan banyak terbentuk rongga kosong di dalam gipsum yang

33 lebih dikenal dengan porositas.

33 Porositas pada gipsum berkaitan erat dengan kohesi antar partikel gipsum.

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. 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

33 menyebabkan kekuatan kompresi gipsum menjadi rendah. Pengukuran kekuatan kompresi dilakukan dengan pembuatan spesimen yang

4 sesuai dengan spesifikasi menurut American Dental Association (ADA) no 25.

Setelah spesimen dibuat dibiarkan sampai kering dan kemudain dilakukan pengujian. Pengujian dilakukan menggunakan alat uji tekan (Universal Testing Machine) dengan

31 beban sebesar 10 KN dan hasilnya dinyatakan dalam satuan Mega Pascal (MPa).

2.4 Daur Ulang Gipsum

Daur ulang menurut SNI 19-1754-2002 adalah proses pengolahan sampah atau

limbah untuk menghasilkan produk baru. 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 : 1.

Nilai ekonomi.

7 Gipsum biasanya digunakan untuk membuat model studi maupun model kerja.

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

34 bernilai dengan dilakukan proses daur ulang.

2. Perlindungan terhadap lingkungan.

Abdelfatah dan Tabsh (2008) menyatakan limbah gipsum sangat banyak

ditemukan di Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Abideyo dan Bello (2010) menyatakan bahwa model yang berupa Kalsium Sulfat Dihidrat dapat menyebabkan masalah terhadap lingkungan. Polusi terjadi karena pengaruh inframerah dan radiasi

yang akan membentuk senyawa gas H

2 S dan gas SO 2 . Gas H

2 S di lingkungan akan

membantu pembentukan gas SO 2 yang akan menyebabkan terjadinya hujan asam.

Perlindungan tehadap kesehatan manusia. Limbah gipsum akan menghasilkan gas H

2 S dan gas SO 2 tidak hanya

berbahaya terhadap lingkungan tapi juga berbahaya bagi manusia sehingga gipsum perlu dilakukan daur ulang. Gas H

2 S pada manusia dapat menyebabkan masalah

kesehatan seperti rinitis, kegagalan saluran pernapasan akut, pneumoni dan dapat

menyebabkan kematian. Gas SO menyebabkan penyakit dalam dua keadaan yaitu

keadaan akut dan keadaan kronis. Pada keadaan akut gas SO

2 akan menyebabkan

terjadinya iritasi terhadap saluran pernapasan dan pada keadaan kronis dapat menyebabkan terjadinya penurunan toleransi tubuh tehadap gas SO

2 yang dapat

meningkatkan terjadinya infeksi saluran pernapasan , kerusakan permanen paru-paru,

14 bronkitis kronis serta empisema.

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. 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

12,35

secara manual dan mekanis. Setelah dilakukan pengelompokan dilanjutkan dengan pemurnian untuk mendapatkan bubuk gipsum yang semurni mungkin. Pemurnian dapat dilakukan secara fisik dengan menggunakan magnet yang akan

12 memisahkan limbah gipsum dari bahan logam. 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

12,15

dengan melakukan pemanasan. Ibrahim dkk (1995) melakukan daur ulang dengan

pemanasan di autoklaf. Abideyo dan Bello (2010) melakukan penelitian gipsum tipe

o o o o o

12 II dengan menggunakan oven pada suhu 120

C, 140

C, 160

C, 180 C dan 200 C.

Hasil penelitian Abideyo dan Bello didapatkan pemanasan pada suhu 160 C selama

60 menit menghasilkan kekuatan kompresi yang tinggi yaitu 273 kN/m . Wijaya (2014) melakukan penelitian terhadap gipsum tipe III daur ulang dengan pemanasan

menggunakan oven suhu 130 Cdidapatkan kekuatan kompresi dengan rerata ± SD

sebesar 2,38 ± 0,21 MPa dan pemanasan menggunakan oven suhu 160 C mempunyai

rerata ± SD kekuatan kompresi sebesar 1,31 ± 0,16 MPa. Wijaya melakukan

pemanasan menggunakan oven selama 40 menit. Santosa (2012) melakukan daur ulang gipsum dengan 2 kali pemanasan yaitu dengan pemanasan limbah gipsum di

oven suhu 105 C selama 1 jam kemudian dihaluskan dan dilakukan pemanasan di

autoklaf pada suhu 110-130 C selama 15 menit. Hasil penelitian yang dilakukan Santosa menunjukkan tidak ada perbedaan ketepatan dimensi horizontal yang

36 signifikan antara gipsum tipe III pabrikan dan daur ulang.

Bardela dan Camarini (2006) menyatakan bahwa gipsum pabrikan dan gipsum daur ulang mempunyai mikrostruktur yang sama dengan bentuk seperti jarum

kristal. Partikel gipsum daur ulang yang digunakan harus menggunakan ukuran partikel gipsum yang kecil. American Dental Assosiation (ADA) menyatakan gipsum yang digunakan untuk kedokteran gigi harus mempunyai ukuran partikel 0,045-0,250

33 mm dan setiap bubuk harus melewati saringan ukuran 0,250 mm.

Gipsum berasal dari Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO 4.

2 O) yang dilakukan

pemanasan. Dalam pemanasan gipsum akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H O akan mengalami perubahan menjadi Kalsium Sulfat Hemihidrat

2 2,6 (CaSO4.½H O) yang digunakan dalam bidang kedokteran gigi.

2 Kalsium Sulfat Dihidrat Kalsium Sulfat Hemihidrat Air Reaksi yang terjadi pada gipsum bersifat reversibel. Jika Kalsium Sulfat

Hemihidrat (CaSO4.½H

2 O) direaksikan kembali dengan air akan membentuk reaksi

awal yaitu Kalsium Sulfat Dihidrat (CaSO

2H O). Secara kimiawi reaksi pada 4.

2 2,5

gipsum dinyatakan, sebagai berikut : . CaSO

4 ½H

2 O + 1½H

2 O  CaSO 4.

2 O + 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 (CaSO 4.

2 O) dan

2 melepaskan panas sebesar 3900 kalori.

Dalam melakukan daur ulang dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia

yang dapat meningkatkan manfaat dari gipsum. Gipsum dapat dilakukan penambahan bahan-bahan kimia berupa penambahan asam organik atau garam

contohnya penambahan CaCl pada gipsum tipe IV. Penambahan garam pada

2 29 gipsum tipe IV dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum yang dihasilkan.

2.4.3 Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Kompresi Daur Ulang Gipsum

Beberapa faktor yang memengaruhi kekuatan kompresi daur ulang gipsum, sebagai berikut :

1. Proses daur ulang yang dilakukan harus sesuai dengan proses pembentukan gipsum.

Proses daur ulang harus sesuai dengan proses pembentukan karena proses pembentukan yang tidak sejenis akan menghasilkan bubuk Hemihidrat yang berbeda.

Pemanasan suhu 110-120 C dengan ketel terbuka, Kalsium Sulfat Dihidrat (mempunyai 2 molekul air dalam 1 molekul Kalsium Sulfat) akan mengalami perubahan menjadi bubuk Hemihidrat (1 molekul air dan 2 molekul Kalsium Sulfat)

1,8

yang dikenal dengan nama plaster of paris ( -Hemihidrat). Sedangkan bila,

dilakukan pemanasan pada suhu 120-130 C dengan tekanan akan menghasilkan

1 Kalsium Sulfat α-Hemihidrat atau dikenal dengan dental stone.

dental stone ini 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

1,8

mempunyai kristal yang berbentuk prismatik dan padat. Perbedaan bentuk kristal akan memengaruhi kekuatan kompresi gipsum. Semakin teratur dan halus partikel gipsum maka akan menghasilkan kekuatan kompresi yang tinggi.

2. Lama penyimpanan dan keadaan lingkungan penyimpanan limbah gipsum.

Lama penyimpanan dan keadaan lingkungan penyimpanan (suhu dan

5 kelembaban) dapat memengaruhi jumlah kandungan air dalam limbah gipsum. o

Penyimpanan limbah pada suhu >90 C dan kelembaban yang rendah akan menyebabkan pengerutan yang terjadi ketika kristalisasi air dikeluarkan dan dihidrat

1,8

berubah menjadi hemihidrat. Pengerutan yang terjadi akan menyebabkan penurunan kekuatan kompresi gipsum. Muhammad dkk (2011) menyatakan kekuatan

29 kompresi secara proposional harus memperhatikan waktu pengeringan gipsum.

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

27 kompresi gipsum.

2.5 Zink Sulfat

Zink Sulfat merupakan senyawa anorganik yang terbentuk melalui reaksi Asam

Sulfat (H

2 SO 4 ) dengan Zink (Zn ). 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. Zink Sulfat dapat digunakan sebagai zat aditif dan akselerator. Zink Sulfat dapat bertindak sebagai zat aditif maupun zat akselerator ditentukan oleh tujuan penambahannya.

Zink Sulfat yang mempunyai rumus kimia ZnSO 4 . Zink Sulfat ini mempunyai

37 Berat Molekul : 161,47 gr/mol

2.5.2 Reaksi Zink Sulfat dengan Gipsum

4 .½H

20 Kalsium Sulfat Hemihidrat Zink Sulfat Garam Ganda

2 O

4 .ZnSO 4 .½H

CaSO

Reaksi antara Zink Sulfatdengan gipsum dapat dilihat pada persamaan reaksi, sebagai berikut : CaSO

beberapa sifat yaitu :

21-23

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.

2 O) akan

4 .½H

Zink Sulfat ketika direaksikan dengan gipsum (CaSO

Penampilan : Serbuk kristal putih Bau : Tidak berbau Densitas : 3,45 gr/cm3 Titik Lebur : 680 C terurai Titik Didih : 740 C 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 O (s) + ZnSO 4(l)

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

2= 2+

S Ca S ½ H

2 O

– Zn 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

21 terjadi pengkristalan secara teratur.

Ikatan koordinasi adalah ikatan melalui pemakaian bersama elektron yang

22 berasal dari salah satu atom/ion/molekul yang memiliki pasangan elektron bebas.

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk antar atom non logam yang terjadi

melalui pemakaian bersama pasangan elektron. Sedangkan ikatan logam adalah

ikatan yang menyatukan atom-atom logam.

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.

2.6 Kerangka Teori

Waktu & Kecepatan Pengadukan Akselelator & Retarder

Universitas Sumatera Utara

Tipe IV

140 ^O C+Garam

Gipsum Tipe III Daur Ulang Murni (CaSO ₄ .½H ₂ O) Pemanasan di autoklaf t =

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

Karakteristik Gipsum (CaSO ₄ .½H ₂ O) Model Kerja (CaSO ₄ .2H ₂ O) Fungsi

Suhu Ruangan & Tekanan Atmosfer Gipsum Tipe III Daur Ulang (CaSO ₄

.½H

₂ O) + Zink Sulfat 4% Karakteristik

Menurun Kemurnian Bubuk Gipsum

Perbandingan Air dan Bubuk Molekul Air Terperangkap Dalam Kristal Gipsum  Jarak Antar

Partikel Gipsum Jauh

Kelemahan : Kekuatan Kompresi

penggerusan Setting Expansion

Kekuatan Kompresi W/P Ratio

I B E L Kekuatan Kompresi

V E R S

Mekanisme Syarat R E

Limbah Daur Ulang Faktor yang Mempengaruhi

W/P Ratio Setting Expansion

Perubahan Dimensi Setting Time

Tipe II Tipe III Tipe V

Mineral Gipsum (CaSO ₄ .2H ₂ O) Air Klasifikasi Gipsum Tipe I

Setting Time

Perubahan

Dimensi

Kalsinasi Pemanasan di autoklaf t = 128 ^O C Kalsinasi Model Kerja

Mineral Gipsum Gipsum Tipe III (Ca

2 SO 4.

2 O )

(Ca

2 SO 4.

2 O )

Pabrikan (CaSO .½ H O)

2 Gipsum Tipe III Gipsum Tipe III

Bentuk partikel Reversibel

Daur Ulang Daur Ulang (CaSO

4 .½ H

2 O )

padat, prismatik ( CaSO

4 .½ H

2 O )

larutan Zink Sulfat dan teratur

(ZnSO ) 4%

4 Sisa molekul air

Ukuran partikel, terperangkap dalam

w/p ratio ,

Bereaksi dengan molekul air kristal pengadukan

Molekul gipsum bereaksi Bereaksi dengan

Banyak ruang dengan Zink Sulfat  ikatan molekul air kosong untuk koordinasi, ikatan logam dan pertumbuhan kristal ikatan kovalen

Terjadi interaksi antar partikel yang Ikatan yang terbentuk stabil

Bereaksi dengan stabil dan banyak antara molekul gipsum dan molekul air

Zink Sulfat Terjadi kontak

Interaksi antar Interaksi antar partikel stabil antar partikel partikel sedikit dan banyak gipsum

Kekuatan kompresi Kekuatan

Kekuatan kompresi menurun kompresi tinggi meningkat

Kekuatan Kompresi

Universitas Sumatera Utara 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.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Gipsum - 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