BARU LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I Topik
: SETTING EXPANSION GIPSUM TIPE III BERDASARKAN W : P RATIO
Kelompok
: B5b
Tgl. Praktikum : 1 April 2014 Pembimbing
: Soebagio, drg., MKes.
No. Nama
NIM
1
DEA AISYAH
021311133107
2
MEIDIANA ADININGSIH
021311133108
3
DINDA KHAIRUNNISA R
021311133109
4
JERRY SAIFUDIN
021311133110
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2014
0
1.
TUJUAN
a.
Mampu melakukan manipulasi gipsum tipe III.
b.
Dapat mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan tepat.
c.
Mampu mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan variasi perubahan rasio w : p.
2.
CARA KERJA
2.1.
Bahan:
a.
Gipsum tipe III (Rasio w : p = 100 : 28)
b.
Air PAM
c.
Vaselin
A B
C
Gambar 2.1. Bahan. A. vaselin, B. bubuk gipsum, C. air yang telah diukur.
2.2.
Alat:
a.
Mangkuk karet
b.
Spatula
c.
Gelas ukur
d.
Stopwatch
e.
Timbangan analitik
f.
Vibrator
1
g.
Ekstensometer
h.
Pisau gipsum
C
A
B Gambar 2.2. Alat yang digunakan. A. pisau gipsum, B. ekstensometer, C. bowl dan spatula.
Gambar 3.3. Vibrator
2.3.
Cara Kerja:
2.3.1. Persiapan alat :
2
a.
Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum disiapkan terlebih dahulu.
b.
Bagian dalam cetakan ekstensometer diulasi dengan vaselin secara merata. Tujuan pemberian vaselin agar gipsum mudah bergerak saat mengalami ekspansi untuk menggerakkan dial indicator ekstensometer. Hal ini berdasarkan teori bahwa perlekatan adonan gipsum saat setting dengan permukaan cetakan dapat mencegah setting expansion. Dengan pemberian vaselin, maka perlekatan adonan gipsum dengan cetakan dapat dikurangi. (Bhat 2006, 151)
c.
Alat uji ekstensometer disiapkan, kemudian dial indikator dipasang pada posisi yang tepat dengan jarum menunjukkan angka nol.
2.3.2. Pencampuran gipsum : a.
Bubuk gipsum tipe III ditimbang sebanyak 45, 50, dan 55 gram. Air diambil sebanyak 14 ml menggunakan gelas ukur (dilakukan saat praktikum)
b.
Air yang telah diukur dimasukkan kedalam mangkuk karet terlebih dahulu, kemudian bubuk gipsum dimasukkan sedikit demi sedikit kedalam mangkuk karet yang dilitakkan di atas vibrator yang sudah menyala dan dibiarkan selama 10 detik (untuk menghilangkan gelembung udara).
c.
Campuran air dan gipsum diaduk hingga homogen diatas vibrator menggunakan spatula dengan gerakan memutar selama 10 detik.
2.3.3. Mengukur setting expansion : a.
Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan ekstensometer tanpa merubah posisi cetakan pada jarum dial indikator, kemudian permukaan diratakan menggunakan pisau gipsum.
b.
Perubahan panjang gipsum pada alat ekstensometer diukur setiap 5 menit, ekspansi yang terjadi pada penunjuk mikrometer di dial indicator diamati dan dicatat selama 50 menit.
3.
HASIL PRAKTIKUM Tabel 3.1. Besar setting expansion gipsum tipe 3 yang dimanipulasi dengan rasio w : p = 45 : 14
3
Menit ke . .
Besar Ekspansi (mm) Percobaan ke-1
Percobaan ke-2
5
0
0
10
0
0
15
0
0
20
0
0
25
0,030
0,020
30
0,060
0,045
35
0,090
0,080
40
0,110
0,110
45
0,115
0,130
50
0,115
0,155
Pada percobaan di atas, gipsum meulai mengalami ekspansi setelah melewati menit ke-20. Besar setting expansion akhir (menit ke-50) pada percobaan 1 adalah 0,115 mm dan pada percobaan 2 adalah 0,155 mm.
Tabel 3.2. Besar setting expansion gipsum tipe 3 yang dimanipulasi dengan rasio w : p = 50 : 14 Menit ke . .
Besar Ekspansi (mm) Percobaan ke-1
Percobaan ke-2
5
0
0
10
0
0
15
0
0,030
20
0
0,050
25
0,010
0,075
30
0,030
0,110
35
0,070
0,135
40
0,100
0,150
45
0,120
0,160
50
0,140
0,175
4
Pada percobaan di atas, gipsum meulai mengalami ekspansi setelah melewati menit ke-20 pada percobaan 1, sedangkan pada percobaan 2 setelah melewati menit ke 10. Besar setting expansion akhir (menit ke-50) pada percobaan 1 adalah 0,140 mm dan pada percobaan 2 adalah 0,175 mm.
Tabel 3.3. Besar setting expansion gipsum tipe 3 yang dimanipulasi dengan rasio w : p = 55 : 14 Menit ke . .
Besar Ekspansi (mm) Percobaan ke-1
Percobaan ke-2
5
0
0
10
0
0
15
0,010
0,015
20
0,010
0,020
25
0,021
0,025
30
0,039
0,095
35
0,069
0,130
40
0,100
0,150
45
0,125
0,165
50
0,140
0,180
Pada percobaan di atas, gipsum meulai mengalami ekspansi setelah melewati menit ke-20. Besar setting expansion akhir (menit ke-50) pada percobaan 1 adalah 0,140 mm dan pada percobaan 2 adalah 0,180 mm.
Tabel 3.4. Besar Setting Expansion pada Menit ke-50. Rasio w : p
Besar ekspansi (mm) Percobaan 1
Percobaan 2
Rata-rata
45 : 14
0,115
0,155
0,135
50 : 14
0,140
0,175
0,158
55 : 14
0,140
0,180
0,160
5
Gipsum yang dimanipulasi dengan raso w : p = 45 : 14 memiliki rata-rata setting expansion akhir yang paling rendah, yaitu 0,135 mm. Kemudian diikuti dengan rasio w : p = 50 : 14 dengan rata-rata setting expansion akhir 0,158 mm. Dan rasio w : p = 55 : 14 memiliki rata-rata setting expansion akhir yang paling besar, yaitu 0,160 mm.
4.
PEMBAHASAN Gipsum tipe III atau dental stone dibuat dengan memanaskan gipsum alam pada temperature 120oC – 130oC dan pada tekanan 17 psi selama 5 sampai 7 jam. Proses ini disebut proses wet calcination. Bentuk kristal hemidratnya dikenal sebagai alfa-hemidrat. Partikel bubuknya lembut, berbentuk prismatik dengan energy permukaan yang rendah dan kepadatan yang tinggi. (Patil 2007, 47-48) Produk gipsum yang digunakan dalam kedokteran gigi merupakan senyawa kimia kalsium sulfat hemidrat (CaSO4.½H2O) saat masih berupa bubuk, dan menjadi kalsium sulfat dihidrat (CaSO4.2H2O) setelah bereaksi dengan air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 2 CaSO4.½H2O + 3 H2O → 2 CaSO4.2H2O + energi (3.900 kal/mol) Setelah bereaksi, larutan menjadi jenuh dengan dihidrat yang mengendapkan nuclei dari CaSO4.2H2O dan mengkristal. Pengendapan yang berlanjut menyebabkan kristal tumbuh menjadi struktur sperulit yang berbentuk seperti bintang. Sperulit meningkatkan viskositas campuran dan memasuki fase yang dapat dibentuk. Setelah beberapa waktu, campuran menjadi gembur dan memadat. Kilauan adonan menghilang dan campuran menjadi keras. (Bhat 2006, 146) Dimensi minimal berubah selama setting dari produk gipsum dibutuhkan untuk cetakan, model dan die material, sebaliknya, setting expansion yang besar dibutuhkan untuk penanaman
dan pengambilan
material untuk mengurangi shrinkages.(Baht 2006, 150) Setting expansion biasa terjadi akibat pertumbuhan spherulites yang tumbuh berlebihan dan berikatan dengan spherulites lainnya. Proses ini
6
terjadi berulang-ulang kali sehingga mengakibatkan ekspansi setting. Perubahan ekspansi juga bisa dijelaskan berdasar teori sol-gel yang mana shrinkage seharusnya terjadi ketika sol berubah menjadi gel. (Anusavice 2003, 266) Setting expansion terbagi menjadi dua yaitu normal setting expansion dan higroskopik setting expansion. Normal setting expansion terjadi karena ada kelebihan spherulites yang mana akhirnya mendorong satu sama lain dan hal ini bergantung pada konsentrasi dari spherulites. Normal setting expansion biasa terjadi pada gipsum yang dibiarkan dalam udara. (Baht 2006, 151) Higroskopic setting expansion terjadi lebih banyak, dikarenakan, lebih banyak air yang masuk ke celah massa setting (dental stone) hingga spherulites tumbuh dan air juga membantu spherulites untuk mendesak keluar lebih banyak spherulites. (Baht 2006, 152) Setting expansion dapat dikurangi dengan cara kimia dan mekanik. Dengan cara kimia dapat dengan menambahkan accelerator berupa K2SO4 dan retarder berupa boraks. Accelerator membuat adonan gipsum mencapai struktur rigid lebih cepat, sehingga sperulit tidak mendapat kesempatan untuk menekan keluar. Sedangkan retarder mencegah pembesaran adonan karena sperulit yang berlebihan. Penambahan kedua bahan tersebut dapat menyebabkan perubahan pada working dan setting time. Untuk mecegah hal itu, maka penambahan accelerator dan retarder diberikan dengan rasio tertentu, yaitu 10:1 (missal: 3% K2SO4 + 0,3% Boraks). (Bhat 2006, 144, 149-151) Dengan cara mekanik, setting expansion dapat diminimalisasi dengan menambah W/P, yaitu dengan mengurangi jumlah bubuk gipsum. Dengan berkurangnya bubuk gipsum, volume sperulit ikut berkurang. Sehingga tekanan keluar yang disebabkan oleh sperulit juga berkurang. Dengan ini dapat dikatakan bahwa semakin rendah W/P (jumlah bubuk gipsum semakin besar), maka semakin kecil setting expansion. (Bhat 2006. 151) Selain dengan menambah W/P, memperpendek waktu pengadukan juga dapat mengurangi setting expansion. Apabila adonan diaduk lebih lama,
7
maka kristalisasi nuclei menjadi semakin banyak sebagai akibat dari patahnya sperulit. (Bhat 2006. 151)
5.
SIMPULAN Berdasarkan hasil praktikum dan pembahasan yang telah dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
Semakin kecil rasio w : p (jumlah bubuk semakin banyak) yang digunakan untuk memanipulasi gipsum, maka setting expansion yang dihasilkan semakin besar.
8
6. DAFTAR PUSTAKA Bhat SV. 2006. Science of Dental Materials (Clinical Application). New Delhi: CBS. p: 144-46, 149-52. Patil SB dan Koudi MS. 2007. Prep Manual for Undergraduates: Dental Materials. New Delhi: Elsevier. pp. 47-8. Anusavice KJ. 2003. Philip’s Science of Dental Materials. 11th ed. St Louis: Saunders Elsevier. p: 266.
9
Patil SB dan Koudi MS. 2007. Prep Manual for Undergraduates: Dental Materials. New Delhi: Elsevier. pp. 47-8.
10
