LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL I Topik
: Setting Time Gipsum Tipe II berdasarkan W : P ratio
Kelompok
: A1b
Tgl. Praktikum : 10 Maret 2014 Pembimbing
: Dr. Intan Nirwana, drg., Mkes
Penyusun : 1. 2. 3. 4. 5.
Aulia Fitri Junaidi Khamila Gayatri Anjani Viona Media Trisesa Desi Putri Basuki Essy Rodherika
021311133006 021311133007 021311133008 021311133009 021311133010
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2014
1. TUJUAN Setelah praktikum, mahasiswa mampu : a. Melakukan manipulasi gipsum plaster dengan tepat b. Mengukur initial setting time dengan tepat berdasarkan variasi perubahan rasio W:P c. Mengukur final setting time dengan tepat berdasarkan variasi perubahan rasio W:P 2. CARA KERJA 2.1 BAHAN : a. Gipsum plaster b. Air PAM c. Vaseline 2.2 ALAT : a. Mangkuk karet
Gambar 1. Bubuk Gypsum Plaster
b. Spatula c. Gelas ukur d. Stopwatch e. Timbangan analitik f.
Cetakan bentuk cincin
g. Vibrator h. Jarum Gillmore i.
Termometer air
2.3 Metode kerja :
Gambar 2. Bowl dan Spatula
Gambar 3. Stopwatch
2.3.1 Pencampuran gipsum a. Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum dipersiapkan terlebih dahulu b. Bubuk gipsum plaster ditimbang sebanyak 25 gram. Air PAM diambil sebanyak 15 ml c. Air yang telah diukur dimasukkan kedalam 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.
d. Pada saat mulai pencampuran antara gipsum dan air stopwatch dinyalakan, pada saat itu mulai dihitung awal setting time. e. Gipsum dan air diaduk sampai homogen menggunakan spatula dengan gerakan memutar selama 1 menit/120 putaran, bersamaan dengan itu mangkuk karet diputar secara perlahan-lahan. Kemudian diletakkan diatas vibrator dengan kecepatan rendah selama 30 detik untuk menghilangkan gelembung udara.
Gambar 4. Proses pengadukan f.
Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan di atas vibrator yang sudah dihidupkan dengan kecepatan rendah untuk menghilangkan udara yang terjebak selama 15 detik, kemudian permukaan cetakan diratakan.
Gambar 5. Proses penuangan di atas vibrator
2.3.2 Pengukuran pengerasan awal (initial setting) a. Stopwatch dinyalakan dan pengukuran dimulai pada saat adonan dituang ke dalam cetakan. Cetakan diletakkan di bawah jarum Gillmore dengan berat ¼ pound dengan penumpang jarum 1/12 inch. Kemudian permukaan adonan gipsum ditusuk dengan gerakan cepat dan jarum diangkat kembali, ujung jarum dibersihkan dengan tissue.
Gambar 6. Proses penusukan jarum Gillmore b. Penusukan pada permukaan adonan diulangi lagi setiap 30 detik sambil cetakan digerakkan memutar untuk mendapatkan daerah tusukan yang berbeda. c. Gerakan ini dilakukan sampai jarum tidak dapat menusuk permukaan adonan gipsum, pada saat itu stopwatch dimatikan dan waktu dicatat. 2.3.3 Pengukuran pengerasan akhir (final setting) a. Setelah jarum Gillmore dengan ukuran 1/12 inch tidak dapat menusuk permukaan adonan gipsum lagi, maka cetakan gipsum dipindahkan ke bawah jraum berukuran 1/24 inch dengan beban 1 pound. b. Stopwatch dinyalakan, permukaan adonan gipsum ditusuk dengan ujung jarum dengan cara seperti pada pengukuran initial setting sampai jarum tidak dapat menusuk permukaan adonan gipsum. Pada saat itu stopwatch dimatikan waktu dicatat.
Gambar 7. Hasil cetakan gypsum
3. HASIL PRAKTIKUM
Tabel 1.percobaan kelompok A1b Percobaan
Putaran per menit
W
P
Initial setting
Final setting
1
120
15 ml
20 g
9’20”32
4’40”
2
120
15 ml
20 g
14’01”
4’30”
3
120
17,5 ml
20 g
17’25”30
3’40”
Tabel 2.percobaan kelompok A1a Percobaan
Putaran per menit
W
P
Initial setting
Final setting
1
120
15 ml
20 g
17’30”
2’30”
2
120
15 ml
20 g
16’30”
9’
3
120
17,5 ml
20 g
15’30”
13’
Dalam percobaan ini gypsum yang digunakan adalah gypsum tipe II yaitu dental plaster untuk model.
Tabel 3.Rata-Rata dari kedua percobaan diatas Percobaan
Putaran per menit
W
P
Initial setting
Final setting
1
120
15 ml
20 g
13’25”
3’35”
2
120
15 ml
20 g
15’15”
7’05”
3
120
17,5 ml
20 g
16’27”
8’20”
4. PEMBAHASAN 4.1 Gipsum Gipsum dihasilkan oleh alam di pegunungan berupa bubuk berwarna putih kekuningan yang bernama kalsium sulfat dihidrat dengan rumus kimia CaSO4 2H2O. Penggunaan utama gipsum dalam kedokteran gigi adalah untuk model, casts, dan die. Berdasarkan standar ISO, dental gypsum dapat dibedakan menjadi lima tipe, yaitu a. Tipe I – Dental plaster, impression b. Tipe II – Dental plaster, model c. Tipe III – Dental stone, die, model d. Tipe IV – Dental stone, die, high strength, low expansion e. Tipe V – Dental stone, die, high strength, high expansion
Sifat dari produk dental gipsum (McCabe and Walls, 2008, hal. 32)
(Fraunhofer, JA 2010 hal. 8)
Produk gipsum yang digunakan di kedokteran gigi dibentuk dengan mendorong keluar bagian dari air kristalisasi dari gipsum untuk membentuk kalsium sulfat hemihidrat.
Gipsum
Gipsum produk + air
2CaSO4.2H2O
(CaSO4)2.H2O + 3H2O
Calsium sulfat
Calsium sulfat
dihidrat
hemihidrat
Penerapan produk gipsum dalam kedokteran gigi melibatkan kebalikan dari reaksi di atas. Hemihidrat dicampur dengan air dan bereaksi membentuk dihidrat. (CaSO4)2. H2O + 3H2O
2CaSO4.2H2O
Dental plaster (plaster of Paris): Dental plaster tidak berbeda dengan white plaster yang digunakan dalam orthopaedics untuk menstabilkan patah kaki selama penyembuhan tulang. Plaster ini diproduksi melalui proses yang disebut kalsinasi. Gipsum dipanaskan pada temperatur sekitar 120˚C untuk mengeluarkan sebagian air kristalisasi. Produk ini bersifat irreguler, partikel-partikel berpori yang terkadang disebut sebagai partikel β-hemihidrat. Pemanasan yang berlebih pada gipsum dapat menyebabkan kehilangan air yang lebih banyak untuk membentuk kalsium sulfat anhidrat (CaSO4). Namun, jika pemanasan rendah, menghasilkan konsentrasi sisa dihidrat yang significant. Adanya kedua komponen tersebut memiliki pengaruh yang ditandai pada karateristik setting dari resultant plaster. (McCabe and Walls, 2008, hal. 33).
4.2 Setting Time Kontrol Setting time dapat disebabkan oleh 2 faktor yaitu pabrik dan operator. Pabrik dapat mengontrol konsentrasi dari bubuk hemihidrat. Semakin tinggi konsentrasi maka setting time akan lebih cepat. Faktor pada operator antara lain adalah suhu, w/p ratio dan saat pencampuran. Temperatur memberikan sedikit pengaruh pada produk gipsum. Suhu yang tinggi hanya mempercepat proses tetapi menghambat kristalisasi. menghambat setting. Semakin cepat pengadukan
Peningkatan w/p ratio
maka akan merusak rantai dihidrat
sehingga akan mempengaruhi kualitas gipsum yang terbentuk. Setting ekspansi disebabkan oleh tumbukan pada saat terjadi kristalisasi. Tingkat maksimum ekspansi terjadi pada saat suhu meningkat paling cepat. Ekspansi pada
kenyataannya hanya terlihat karena material tersebut mengalami porusitas. Jika material diletakkan dalam air pada saat initial setting maka ekspansi akan terjadi selama setting. Setting ekspansi pada gipsum tipe 2 dan 5 adalah 0.3%. (McCabe and Walls 2008, hal 36). Selain pabrik,, operator juga bisa mengendalikan setting time dari dental gipsum. Berikut adalah beberapa faktor yang bisa dikendalikan oleh operator.Banyaknya air dibanding hemihidrat atau yang disebut faktor W/P rasio sangat mempengaruhi waktu setting dental gypsum. Dengan rasio air yang sama, semakin banyak bubuk gypsum yang digunakan akan memperpendek waktu setting gypsum. Begitu juga dengan takaran bubuk gypsum yang sama, semakin sedikit air yang digunakan untuk memanipulasi maka akan semakin cepat setting time, berlaku pula sebaliknya. Semakin banyak air digunakan untuk pengadukan, semakin sedikit jumlah nucleus per unit volume. Akibatnya, semakin lama terbentuk kristal gipsum dan semakin lama pula pengerasan massa yang terjadi. (Anusavice, 2003, hal 264). Faktor – faktor yang mempengaruhi waktu pengaturan gipsum : Semakin lama gypsum dan air diaduk, maka akan semakin cepat setting Semakin tinggi temperatur dan kelembapan, akan semakin pendek waktu pengaturan dan setting Rasio bubuk dan air (Scheller 2010, hal.236)
Rasio W/P penting dalam menentukan sifat fisik dan kimia dari produk gipsum akhir. -
Semakin besar rasio W/P, maka akan memperlambat setting time, kekuatan gipsum menurun, fluidity lebih besar sehingga lebih mudah dituang ke cetakan, porositas meningkat, setting expansion menurun.
-
Semakin kecil rasio W/P, maka akan semakin mempercepat setting time, kekuatan produk gypsum meningkat, adonan lebih kaku sehingga susah dituang ke cetakan, setting expansion meningkat.
(Fraunhofer 2010, hal.9)
4.3 Hubungan W/P ratio dengan setting time Saat bubuk dicampur dengan air, batas waktu dari awal pencampuran sampai material mengeras dikenal sebagai setting time. (Kenneth J. Anusavice, 2003) Manipulasi sistem bubuk-cairan akan mempengaruhi karakteristik setting. Operator dapat mengubah rasio bubuk-cairan, dan, dengan menambahkan lebih banyak air, setting time menjadi diperpanjang, karena membutuhkan waktu lebih lama bagi larutan untuk menjadi jenuh dan hal ini dikarenakan kristal dihydrate mulai mengendap. (Richard Van Noort, 2002). W/P rasio memiliki efek yang nyata pada setting time. (Craig, 2002). Misalnya, jika rasio W / P meningkat, setting time
meningkat, kekuatan gipsum menurun, dan setting ekspansi
menurun. (Kenneth J. Anusavice, 2003)
(McCabe and Walls, 2008, hal. 37)
5. SIMPULAN
Berdasarkan praktikum ini,dapat disimpulkan bahwa yang mempengaruhi setting time pada gypsum tipe II yaitu RasioW/P dan juga cara pengadukan. Pengaruh rasio W/P yaitu semakin besar rasio W/P
maka akan semakin
memperlambat setting time. Sebaliknya,semakin kecil rasio W/P maka akan semakin mempercepat setting time. Pengaruh lain juga dipengaruhi oleh cara pengadukan. Semakin cepat pengadukan maka akan memperlama setting time. Semakin lama pengadukan maka akan mempercepat setting time.
6. DAFTAR PUSTAKA
Fraunhofer, JA 2010. Dental Materials at Glance : Wiley-Blackwel
