REVISI LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I
Topik
: Setting Expansion Gypsum Tipe III Berdasarkan Perbandingan Air dan Bubuk.
Kelompok
: A6
Tgl. Praktikum
: Senin, 15 Mei 2017
Pembimbing
: Soebagio,drg.,Mkes.
Penyusun : NO.
NAMA
NIM
1.
NATASHA WINONA A.
021611133027
2.
FIKA AISYAH YURIKE DALU
021611133028
3.
AILANI SABRINA
021611133029
4.
JESICA CEREN KRISTIANE P.
021611133030
5.
AYULFA PUTRI ARDANTI
021611133031
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2017
1. TUJUAN a. Melakukan manipulasi gypsum tipe III serta dapat mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan tepat. b. Mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan variasi perubahan rasio perbandingan air dan bubuk dengan tepat.
2. ALAT DAN BAHAN 2.1 Bahan: a. Gipsum Tipe III (perbandingan air dan bubuk = 14ml:50gr) b. Air PAM c. Vaselin (b)
(c)
2.2 Alat: a. Mangkuk karet b. Spatula c. Gelas Ukur d. Stopwatch e. Timbangan analitik f. Vibrator g. Ekstensometer (a)
(b)
(g)
(e)
(c)
(f)
3. CARA KERJA 3.1 Cara Kerja 3.1.1 Persiapan alat a. Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum dipersiapkan terlebih dahulu. b. Bagian dalam cetakan ekstensometer diulasi dengan vaselin secara merata. c. Alat uji ekstensometer disiapkan, kemudian dial indicator dipasang pada posisi tepat dengan jarum menunjukkan ke angka nol.
3.1.2 Pencampuran Gipsum a. Bubuk gipsum tipe III ditimbang sebanyak 50 gram. Air diambil sebanyak 14 ml diukur dengan gelas ukur b. Air yang telah diukur dimasukkan ke dalam mangkuk karet terlebih dahulu, kemudian bubuk gipsum dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam mangkuk karet dan dibiarkan mengendap selama 30 detik untuk menghilangkan gelembung udara. c. Campuran gipsum dan air dalam mangkuk karet diaduk sampai homogen menggunakan spatula dengan gerakan memutar searah dengan jarum jam, sebanyak kurang lebih 120 putaran per menit. Bersamaan dengan itu, mangkuk karet diputar berlawanan dengan jarum jam secara perlahanlahan, kemudian ditaruh diatas vibrator dengan kecepatan rendah. d. Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan pada alat ekstensometer di atas vibrator pada kecepatan rendah untuk menghilangkan udara yang terjebak, kemudian permukaan cetakan pada ekstensometer yang terisi
adonan gipsum diratakan dan sisa-sisa gipsum dibersihkan. 3.1.3 Mengukur setting expansion a. Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan ekstensometer tanpa merubah posisi cetakan pada jarum dial indicator, kemudian permukaan diratakan menggunakan spatula gip. b. Perubahan panjang cetakan gipsum pada alat ekstensometer diukur setiap 10 menit, amati dan catat ekspansi yang terjadi pada penunjuk micrometer di dial indicator selama 60 menit.
3.1.4 Tugas a. Mahasiswa melaksanakan praktikum seperti di atas dan mengukur serta mengamati perubahan setting expansion dengan tepat. b. Mahasiswa melakukan praktikum seperti di atas dengan mengurangi berat gipsum tipe III sebesar 5 gram dari yang dianjurkan dan volume air tetap. c. Mahasiswa melakukan praktikum seperti di atas dengan menambah berat gipsum tipe III sebesar 5 gram dari yang dianjurkan dan volume air tetap. d. Bandingkan dan amati ke tiga hasil tersebut dan buatlah resume.
4. HASIL PRAKTIKUM Pada praktikum ini, dilakukan percobaan mengenai setting expansion gipsum tipe III dengan rasio air : bubuk yang berbeda. Suhu air yang digunakan pada saat itu bertepatan dengan suhu ruang. Percobaan yang pertama yaitu menggunakan rasio air : bubuk sebesar 14 ml : 45 gram, percobaan kedua dengan menambah berat gipsum sebesar 5 gram sehingga rasio air : bubuk menjadi 14 ml : 50 gram, dan percobaan ketiga menggunakan rasio air : bubuk sebesar 14 ml : 55 gram dengan penambahan berat gipsum sebesar 5 gram. Interval yang digunakan selama 10 menit, sehingga penghitungan angka pada ekstensometer dilakukan setiap 10 menit dan dilakukan selama 50 menit. Pada percobaan pertama diperoleh angka akhir pada ekstensometer sebesar 17, percobaan kedua sebesar 19, dan percobaan ketiga sebesar 15. Tabel 3.1 Data hasil percobaan setting expansion gipsum tipe III Angka pada ekstensometer
Menit ke
Percobaan I
Percobaan II
Percobaan III
(mm)
(mm)
(mm)
10
0,0
0,0
0,03
20
0,03
0,02
0,03
30
0,11
0,09
0,09
40
0,15
0,16
0,13
50
0,17
0,19
0,15
Keterangan : a. Percobaan I = Rasio air : bubuk 14 ml : 45 gram b. Percobaan II = Rasio air : bubuk 14 ml : 50 gram c. Percobaan III = Rasio air : bubuk 14 ml : 55 gram d. Ekspansi setting dapat dihitung dengan skala mm, yakni dengan cara : Angka pada ekstensometer x 0,01 mm
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 Percobaan I 0.1
Percobaan II
0.08
Percobaan III
0.06 0.04 0.02 0 Menit ke-10
Menit ke-20
Menit ke-30
Menit ke-40
Menit ke-50
Gambar 3.1 Grafik ekspansi menurut angka pada ekstensometer
Tabel 3.2 Data hasil percobaan setting expansion dalam skala millimeter
Percobaan ke
Angka akhir pada ekstensometer 17 19 15
I II III
Jumlah ekspansi dalam skala mm 0,17 mm 0,19 mm 0,15 mm
5. Tinjauan Pustaka 5.1 Komposisi Gipsum Produksi gypsum yang digunakan dalam kedokteran gigi terbentk oleh sebagian dari kristalisasi air dari gipsum untuk membentuk kalsium sulfat hemihidrat. Gypsum → Gypsum product + water 2CASO4·2H2O → (CaSO4)2·H2O + 3H2O Kalsium sulfat
Kalsium Sulfat
dihidrat
hemihidrat
Aplikasi produk gipsum dalam kedokteran gigi melibatkan kebalikan dari reaksi di atas. Hemihidrat dicampur dengan air dan bereaksi membentuk dihidrat. (CsSO4 ) ⋅H2O+ 3H2O→ 2CaSO4 ⋅ 2H2O Berbagai jenis gipsum yang digunakan dalam kedokteran gigi yaitu secara kimiawi identik, terdiri dari kalsium sulfat hemihidrat, tapi settiap jenis gipsum berbeda dalam bentuk fisik tergantung pada metode yang digunakan untuk pembuatannya. (McCabe and Walls, 2008, p.33)
5.2 Tipe gipsum Dikutip dari Anusavice dkk, 2013. Pp 190-191, spesifikasi ADA no. 25 membedakan gipsum menjadi 5 tipe: 1. Gipsum tipe I (Impression Plaster) Gipsum jenis ini sudah jarang dipakai sebagai material cetak karena sudah digantikan dengan material cetak yang lebih kuat dan rigid, yaitu material cetak hidrokoloid dan elastomer. 2. Gipsum tipe II (Plaster Model) Gipsum jenis ini digunakan sebagai bahan pengisi basis model studi, di mana setting expansion tidak besar dan kekuatannya layak berdasarkan spesifikasi dari ADA atau standar ISO. Gipsum ini memiliki warna putih alami. 3. Gipsum tipe III (Dental Stone) Gipsum jenis ini memiliki kekuatan yang sudah diperbaharui dan ditujukan untuk pengerjaan casting atau membuat model full denture. Gipsum tipe III memiliki kekuatan yang cukup serta mudah dilepas setelah pengoprasian. 4. Gipsum tipe IV (Dental Stone, High Strength) Material ini juga disebut sebagai die stone. Gipsum tipe IV memiliki surface hardness yang lebih tinggi dibandingkan compressive stregthnya, karena permukaannya lebih cepat kering. Permukaannya juga tahan terhadap abrasi dan tidak akan patah. Meskipun kuat, gypsum tipe IV juga memerlukan perhatian khusus ketika carving. 5. Gipsum tipe V(Dental Stone, High Strength, High Expansion)
Gipsum tipe V memiliki compressive strength yang lebih tinggi dibandingkan gypsum tipe IV. Kekuatan ini diperoleh dengan membuat rasio air dan bubuk menjadi sekecil mungkin, dibandingkan dengan rasio milik gipsum tipe IV. Setting expansion dari gypsum tipe V juga meningkat hingga maksimal, yaitu mencapai sekitar 0,30%. 5.2 Setting Expansion Pemuaian dapat terjadi ketika pergantian fase dari hemihidrat menjadi dihidrat, yang merupakan proses kristalisasi. Kristalisasi dihidrat digambarkan sebagai kristal yang tumbuh dari bagian inti kristal. Pertumbuhan kristal ini mendorong pertumbuhan kristal lainnya yang saling berdekatan. Apabila proses ini berlangsung terus menerus, maka ribuan kristal akan tumbuh dan menimbulkan tekanan dan dorongan, yang menimbulkan massa akan memuai. Fenomena ini dinamakan setiing expansion. (Annusavice dkk, 2013. P. 186)
Gambar 1. Proses Pertumbuhan Kristal Gipsum yang Menyebabkan Setting Expansion (McCabe dan Walls, 2008. P. 36)
Setting Expansion dipengaruhi oleh rasio air dan bubuk, pengadukan, suhu, dan pemberian accelerator atau retarder. 1. Rasio air dan bubuk (W/P ratio)
Rasio air dan bubuk yang rendah serta mixing time yang panjang dapat meningkatkan setting expansion. Rasio air dan bubuk yang tinggi dapat mencegah terjadinya pemuaian karena kristalisasi dihidrat sebab tegangan permukaan air akan menjaga agar permukaannya tetap dalam kondisi minimum, dan menjaga agar jarak antara kristal gipsum satu sama lain masih berjauhan sehingga tidak saling menekan dan menimbulkan pemuaian. (Annusavice dkk, 2013. P. 188) 2. Pengadukan (Mixing Time) Mixing time yang pendek justru akan meningkatkan setting expansion karena dapat mencegah senyawa dihidrat pada awal proses setting. Hal ini menyebabkan produksi inti kristal yang berlebih dan menginisiasi proses kristalisasi yag menimbulkan setting expansion). (McCabe and Walls, 208. P. 37) 3. Suhu Variasi suhu menimbulkan efek yang kecil terhadap setting expansion. Reaksi setting melibatkan proses pemecahan garam yang terlarut dalam gypsum, kemudian diikuti oleh proses kristalisasi yang menyebabkan setting expansion. Peningkatan suhu mempercepat pemecahan garam, tetapi memperlambat terjadinya proses kristalisasi, sehingga dua keadaan ini bersifat antagonis. (McCabe and Walls, 2008. P. 37) 4. Accelerator dan Retarder Penambahan accelerator dan retarder memiliki efek mengurangi setting expansion, sehingga disebut sebagai anti-expansion agents (McCabe and Walls, 2008. P. 37)
5.
Pembahasan Setting expansion terjadi pada semua produk gipsum. Plaster mengalami
ekspansi paling besar yaitu sebesar 0,30%, sedangkan dental stone mengalami ekspansi paling rendah yaitu sebesar 0,1%. Setting expansion terjadi hanya pada fase setting dari gipsum. Setting expansion sendiri merupakan hasil dari pertumbuhan kristal ketika partikel-partikelnya mulai bergabung. Mengendalikan setting expansion sangatlah penting karena dapat mempengaruhi akurasi model dan cetakan. Jika ekspansi berlebihan, maka restorasinya pun akan terlalu besar (Hatrick dan Eakle, 2015, p. 280).
Pada percobaan ini, dilakukan uji setting expansion pada gipsum tipe III berdasarkan rasio air : bubuk, dengan cara membuat variasi berat bubuk. Setting expansion diamati menggunakan alat ekstensometer setiap 10 menit sekali sebanyak 5 kali. Pada percobaan pertama, rasio air:bubuk yang digunakan adalah 14 ml: 45 gr, dan didapatkan hasil ekspansi sebesar 0,17 mm. Rasio pada percobaan kedua adalah 14 ml: 50 gr dengan hasil ekspansi sebesar 0,19 mm. Sedangkan rasio pada percobaan ketiga adalah 14 ml: 55gr dengan hasil ekspansi sebesar 0,15 mm. Berdasarkan teori setting expansion, semakin tinggi rasio air : bubuk (semakin sedikit bubuk yang digunakan), maka ekspansi yang didapatkan akan semakin kecil karena tegangan permukaan air akan masih cukup untuk menjaga jarak antara kristal gipsum satu sama lain sehingga tidak saling bertumbukan dan menyebabkan ekspansi. Maka seharusnya, hasil yang didapatkan adalah setting expansion
pada percobaan pertama adalah yang terkecil, diikuti dengan
percobaan kedua, dan percobaan ketiga adalah yang terbesar. Namun hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori. Ketidaksesuaian hasil dengan teori bisa disebabkan oleh faktor waktu pengadukan. Berdasarkan teori, semakin pendek waktu pengadukan adonan gipsum, maka semakin kecil ekspansi yang dihasilkan.
6. Kesimpulan Dalam praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa perbedaan rasio air:bubuk dapat mempengaruhi setting expansion gypsum tipe III. Rasio air:bubuk yang lebih tinggi akan menyebabkan setting expansion menjadi lebih rendah namun waktu pengerasan lebih lama, sebaliknya jika rasio air:bubuk lebih rendah akan menyebabkan setting expansion menjadi lebih tinggi namun waktu pengerasan lebih cepat.
DAFTAR PUSTAKA McCabe, J. and Walls, A. (2008). Applied dental materials. 9th ed. Oxford [etc.]: Blackwell Publishing Ltd, pp.33, 36, 37. Anusavice, K. (2013). Phillips' science of dental materials. 12th ed. Elsevier, pp.188, 190, 191. Hatrick, C., Eakle, W. and Bird, W. (2015). Dental Materials. 3rd ed. Missouri: Elsevier, p.280.
