LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I

Topik : Setting Expansion Gipsum Tipe III berdasarkan W/P Rasio

Grup : A6

Tanggal Praktikum : 30 Maret 2015

Pembimbing : Soebagio, drg., Mkes.

Penyusun:

1. Rizantika Alvanta 021411131026

2. Annisa Noor Ragilia 0214111311028

3. Vitra Nuraini Helmi 021411131029

4. Fenella Andrata 021411131030

5. Raissa Tryantakarina 021411131031

DEPARTEMEN ILMU MATERIAL KEDOKTERAN GIGIFAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA2015

1.TUJUAN

1. Di akhir praktikum, mahasiswa mampu melakukan manipulasi gipsum

tipe III serta dapat mengukur dan mengamati perubahan setting expansion

dengan tepat.

2. Di akhir praktikum, mahasiswa mampu mengukur dan mengamati

perubahan setting expansion dengan variasi perubahan rasio w : p

2. CARA KERJA

2.1 Bahan

1. Gipsum tipe III (stone) (w : p = 28ml : 100gr)

2. Air PAM

3. Vaselin

2.2 Alat

1. Mangkuk karet (bowl)

2. Spatula

3. Gelas ukur

4. Stopwatch

5. Timbangan analitik

6. Vibrator

7. Ekstensometer

2.3 Cara Kerja

2.3.1 Persiapan alat

1. Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum

dipersiapkan terlebih dahulu

2. Bagian dalam cetakan ekstensometer diulasi dengan vaselin

secara merata

3. Alat uji ekstensometer disiapkan, kemudian dial indikator

pada posisi yang tepat dengan jarum menunjukkan ke

angka nol

1

2.3.2 Pencampuran gipsum

1. Bubuk gipsum tipe III ditimbang sebanyak 50 gram dan air

sebanyak 14 ml di ukur dengan gelas ukur

2. Air yang telah diukur dimasukkan ke dalam mangkuk karet

(bowl) terlebih dahulu, kemudian bubuk gipsum

dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam mangkuk karet

(bowl) dan dibiarkan mengendap selama 30 detik untuk

menghilangkan gelembung udara

Gambar 2.3 Menuang gipsum ke dalam bowl

3. Campuran gipsum dan air diaduk sampai homogen

menggunakan spatula dengan gerakan memutar selama 1

menit/120 putaran, bersamaan dengan itu mangkuk diputar

secara perlahan-lahan

4. Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan di atas

vibrator dan vibrator dihidupkan dengan kecepatan rendah

untuk menghilangkan udara yang terjebak, kemudian

permukaan cetakan diratakan

2.3.3 Mengukur setting expansion

1. Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan

ekstensometer tanpa merubah posisi cetakan pada jarum

dial indikator, kemudian permukaan diratakan dengan

spatula gip

2. Perubahan panjang cetakan gipsum pada alat ekstensometer

diukur setiap 5 menit, kemudian melakukan pengamatan

2

dan mencatat ekspansi yang terjadi pada penunjuk

micrometer di dial indicator selama 50 menit

3. Percobaan pertama dilakukan menggunakan gipsum tipe III

dengan (w : p = 14 ml : 50 gram) seperti yang dianjurkan

4. Percobaan yang kedua dilakukan seperti di atas dengan

mengurangi berat gipsum tipe III sebesar 5 gram dari yang

dianjurkan dan volume air tetap (w : p = 14 ml : 45 gram)

5. Percobaan yang ketiga dilakukan seperti di atas dengan

menambah berat gipsum tipe III sebesar 5 gram dari yang

dianjurkan dan volume air tetap (w : p = 14 ml : 55 gram)

3. HASIL PRAKTIKUM

Hasil Praktikum

Dalam praktikum, dilakukan 3 percobaan dengan W:P ratio yang berbeda

dengan hasil sebagai berikut:

Hasil Praktikum Setting Expansion Gipsum tipe III Berdasarkan w:p ratio

Perubahan pada menit ke-

W:P Rasio (ml : gr)

14 : 45 14 : 50 14 : 5510 0,01 0,01 0,0120 0,08 0,05 0,0530 0,14 0,13 0,0640 0,16 0,16 0,0750 0,17 0,18 0,07Tabel 1. Hasil Praktikum Setting Expansion Gipsum Tipe III Berdasarkan w:p ratio.

4. TINJAUAN PUSTAKA

4.1 Gipsum

Gipsum adalah mineral yang dihasilkan secara alami di pegunungan,

berupa bubuk putih, dengan rumus kimia CaSO4.2H2O (kalsium sulfat dihidrat).

Pembuatan produk gipsum yang digunakan dalam kedokteran gigi merupakan

hasil calcination kalsium sulfat dihidrat atau gipsum sehingga terbentuk kalsium

3

sulfat hemihidrat. Material ini secara luas digunakan untuk membuat model, casts,

dan dies (McCabe and Walls, 2008, hal. 32).

Berdasarkan standar ISO, dental gipsum dapat diklasifikasikan menjadi

lima tipe, yaitu sebagai berikut.

Type Name

I Dental plaster, impression

II Dental plaster, model

III Dental stone, die, model

IV Dental stone, die, high strength, low expansion

V Dental stone, die, high strength, high expansion

(McCabe and Walls, 2008, hal. 32)

4.2 Reaksi gipsum tipe 3

Tahap setting reaksi dari dental gipsum dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Hemihidrat dicampur dengan air, terbentuk suatu suspensi cair dan dapat

dimanipulasi.

2. Hemihidrat larut terus hingga terbentuk larutan yang jenuh

3. Larutan jenuh dari hemihidrat ini akan membentuk gumpalan dihidrat yang

diendapkan.

4. Terbentuk kristal baru, reaksi terus berlanjut sampai selesai.

Reaksi yang terjadi di atas termasuk reaksi reversible dan eksoterm dan dapat

digambarkan sebagai berikut (Anusavice, 2003, hal 259-260).

(CaSO4)2.H2O + 3H2O 2CaSO4.2H2O + panas

4.3 Sifat-sifat gipsum

Masing-masing tipe dental gypsum memiliki karakteristik yang berbeda-

beda. Karateristik 5 dental gypsum tersebut ditunjukkan dalam tabel

berikut ini.

4

Tabel 1. Sifat dari produk dental gipsum (McCabe and Walls, 2008,

hal. 36)

4.4 Proses Terjadinya Ekspansi

Terlepas dari beberapa jenis produk gipsum yang digunakan, suatu

ekspansi (perluasan massa) dapat dideteksi selama terjadi perubahan dari

partikel hemihydrate menjadi partikal dihydrate. Berdasarkan komposisi

produk gipsum, ekspansi linier yang diamati mungkin menjadi lebih

rendah sebesar 0,6% atau lebih tinggi sebesar 0,5%. Di sisi lain, jika

volume yang setara dari hemihydrate, air, dan reaksi produk (dihydrate)

dibandingkan volume dihydrate yang terbentuk akan kurang dari volume

yang setara dengan hemihydrate dan air. Ini merupakan perubahan linier

dalam objek gipsum sekitar 2,4%. Dengan demikian, berdasarkan

perhitungan, kontraksi volumetrik harus terjadi kerika reaksi setting.

Namun, setting ekspansi jangan hanya diamati, tetapi fenomena ini bisa

dirasionalisasi dan dijelaskan berdasarkan mekanisme kristlisasi. Proses

kristalisasi dapat dilukiskan sebagai suatu pertumbuhan kristal-kristal

dihydrate. Kristal dihydrate yang dasar (basic) dan sederhana, akan

tumbuh dimulai dari nukleus yang berikatan satu dengan lain. Jika proses

kristalisasi ini berulang ribuan kali, maka akan menyebabkan suatu stress

yang lama kelamaan akan berkembang dan mengakibatkan terjadi

ekspansi pada seluruh massa. Tumbukan dan perpindahan kristal-kristal

tersebut menyebbkan terbentuknya mikroporus. Volume eksternal dari

hasil reaksi gipsum tersebut jika lebih besar dari volume kristalin dapat

menyebabkan terbentuknya porus. Struktur gipsum yang telah mengeras

akan terdiri dari kristal-kristal tersebut yang saling terkait satu sama lain.

5

Kristal-kristal dihydrate tersebut dapat berupa mikroporus dan porus di

dalamnya mengandung air berlebih yang digunakan pada saat pengadukan.

Ketika gipsum mengering, klebihan air tersebut akan menghilang dan

menyebabkan ruang kosong meningkat. (Anusavice, 2003)

Terkadang suatu setting ekspansi dapat membawa keuntungan

dalam prosedur dental. Tetapi, setting ekspansi juga membawa kerugian di

dalam pembuatan prosedur dental karena dapat membuat ketidakakuratan

pada pembuatan gigi tiruan. W/P ratio yang rendah dan lama pengadukan

akan mempercepat terjadinya setting ekspansi. Hal itu disebabkan karena

meningkatnya nuclei density. Namun, ketika W/P ratio tinggi, sedikit

nuclei dari kristalisasi yang muncul. Setting ekspansi dapat diturunkan

dengan menambah potassium sulfate, sodium chloride, atau borax.

(Anusavice, 2003)

Gambar Perubahan dimensi ketika setting gipsum. (Anusavice, 2003)

4.5 Cara Meminimalkan Ekspansi

Pengendalian di perhatikan dalam rangka memperoleh keakuratan yang di

anjurkan dalam aplikasi kedokteran gigi. Semakin kecil rasio w:p dan semakin

lama pengadukan dalam batasan praktis, semakin besar ekspansi pengerasan.

Semakin meningkat w:p rasio maka semakin sedikit nukleus kristalisasi per unit

volume yang ada dibandingkan adukan yang lebih kental karena ruang antar

nuklueus lebih lebih besar pada keadaan tersebut maka pertumbuhan kristalisasi

dihidrat akan lebih sedikit. (Anusavice, 2014)

6

5. PEMBAHASAN

Beberapa faktor yang mempengaruhi setting expansion pada dental

gipsum adalah rasio W/P, lama pengadukan, dan penambahan akselerator

atau retarder.

Faktor pertama adalah rasio W/P. Semakin tinggi rasio W/P,

semakin sedikit nukelus kristalisasi per unit volume sehingga ruangan

antar nukleus lebih besar pada keadaan tersebut. Akibatnya, pertumbuhan

internal Kristal-kristal dihidrat akan semakin sedikit, demikian juga

dengan dorongan keluar dari Kristal-kristal tersebut. Hal itulah yang

menyebabkan semakin tinggi rasio W/P, maka semakin rendah nilai

setting ekspansi-nya. Sebaliknya, penurunan rasio W/P meningkatkan

setting expansion dengan cara meningkatkan jumlah nucleus kristalisasi

dari partikel dihidrat (Anusavice, 2003, hal. 267).

Faktor kedua yang mempengaruhi setting expansion dental gipsum

adalah lama pengadukan (mixing time). Sebagian kristal gypsum terbentuk

langsung ketika gipsum berkontak dengan air. Begitu pengadukan dimulai,

pembentukankristal ini meningkat. Pada saat yang sama, Kristal-kristal

tersebut diputuskan oleh spatula (pengaduk) dan didistribusikan merata

dalam adukan dengan hasil pembentukan lebih banyak nukleus kristalisasi.

Dalam jangka limitnya, semakin lama waktu pengadukan, maka akan

meningkatkan jumlah nukleus kristalisasi dari partikel dihidrat. Akibatnya,

jalinan ikatan kristalin yang terbentuk akan semakin banyak, pertumbuhan

internal dan dorongan keluar dari kristal– Kristal dihidrat meningkat. Hal

inilah yang menyebabkan setting expansion gipsum meningkat sejalan

dengan semakin lamanya waktu pengadukan, untuk batasan waktu tertentu

(Anusavice, 2003, hal. 264, 267).

Faktor ketiga yang mempengaruhi setting expansion gipsum adalah

penambahan bahan kimia ke dalam bubuk hemihidrat. Penambahan bahan

kimia, dalam bentuk akselerator atau retarder, yang biasanya ditambahkan

oleh pabrik untuk mengatur setting time, juga mempunyai efek untuk

7

menurunkan nilai setting expansion dengan cara mengubah bentuk kristal

dihidrat yang terbentuk. Oleh karena itu, akselerator atau retarder disebut

juga sebagai antiexpansion agent. Bahan kimia yang biasanya digunakan

sebagai akselerator adalah potassium sulfat, sedangkan yang digunakan

sebagai retarder adalah boraks.(McCabe and Walls, 2008, hal. 37).

6. SIMPULAN

Dengan diadakannya praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa perbedaan

rasio W/P ternyata mempengaruhi setting expansion bahan gypsum type 3. Rasio

bubuk yang lebih tinggi daripada air ataupun sebaliknya membuat setting expansion

lebih tinggi

8

DAFTAR PUSTAKA

Anusavice, KJ 2003, Phillips’ Science of Dental Material 11th ed, St. Louis:

Saunders Elsevier Ltd.

McCabe, JF and Walls, AWG 2008, Applied Dental Materials 9th ed., Victoria:

Blackwell, Inc.

9