LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL Topik
: Setting expansion gipsum tipe III
Kelompok
:B3b
Tgl. Praktikum
:14 Maret 2013
Pembimbing
: Soebagio, drg.,MKes
Penyusun : No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Nama
NIM
Ayu Harisyah Putri Ahmad Sukma Faisal Ayu Rafania Atikah Rizka Febriyanti Emanuel Damar W Afifah Ulfa Anindya Rizky Devina
021211133017 021211133018 021211133019 021211133020 021211133021 021211133022 021211133023
DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2013
1. Tujuan Praktikum
a. Di akhir praktikum mahasiswa mampu melakukan manipulasi gipsum tipe III serta dapat mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan tepat. b. Di akhir praktikum mahasiswa mampu mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan variasi perubahan rasio w : p
2. Alat dan Bahan 2.1 Bahan
Gipsum stone (w:p = 28ml:100gr)
Air PAM
Veseline
2.2 Alat
Mangkuk karet
Spatula
Gelas ukur
Stopwatch
Timbangan analitik
Vibrator
Ekstensometer
3. Cara kerja
3.1 Persiapan alat
Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum dipersiapkan terlebih dahulu di atas meja praktikum
Sisi bagian dalam cetakan ekstensometer diulasi dengan vaselin secara merata
Alat uji ekstensometer disiapkan, kemudian dial indicator dipasanga
pada posisi yang tepat dengan jarum
menunjukkan ke angka nol.
3.2 Pencampuran gipsum
Bubuk gipsum tipe III ditimbang sebanyak 50 gram. Air diambil sebanyak 14 ml dengan diukur menggunakan gelas ukur.
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.
Campuran gipsum dan air diaduk sampai homogeny menggunakan spatula dengan gerakan memutar selama 1 menit /120 putaran, bersamaan dengan itu mangkuk karet diputar secara perlahan-lahan.
Adonan gipsum dituangkan ke dalam cetakan diatas vibrator dan vibrator dihidupkan dengan kecepatan rendah untuk mengjilangkan udara yang terjebak, kemudian permukaan cetakan diratakan.
3.3 Mengukur setting expansion
Adonan
gipsum
dituangkan
ke
dalam
cetakan
ekstensometer tanpa merbah posisicetakan pada jarum dial indikator, kemudian ratakan permukaan menggunakan spatula gip.
Panjang awal dan panjang akhir cetakan gipsum pada alat ekstensometer diukur. Setelah 30 dan setiap 5 menit, amati dan catat ekspansi yang terjadi pada penunjuk mkrometer di dial indikator.
4. Hasil Praktikum
Percobaan 1
Percobaan 2
Percobaan 3
W:P = 14 : 45
W:P = 14 : 50
W:P = 14 : 55
Menit ke-
Setting
Menit ke-
expansion
Setting
Menit ke-
expansion
Setting expansion
5
0
5
0
5
0
10
0
10
0
10
0
15
0
15
0
15
0
20
0
20
0,001 mm
20
0,010 mm
25
0
25
0,001 mm
25
0,020 mm
30
0,001 mm
30
0,001 mm
30
0,045 mm
35
0,030 mm
35
0,015 mm
35
0,075 mm
40
0,065 mm
40
0,030 mm
40
0,100 mm
45
0,095 mm
45
0,050 mm
45
0,125 mm
50
0,125 mm
50
0,065 mm
50
0, 145 mm
Table 4.1 hasil percobaan pengaruh w/p rasio terhadap setting expansion
5. Pembahasan Bahan-bahan yang dipakai di bidang di bidang kedokteran gigi mempunyai berbagai fungsi berdasarkan kegunaannya atau pemakaiannya. Salah satunya adalah penggunaan gypsum. „Dalam bidang ilmu material kedokteran gigi, kita banyak menemui aplikasi penggunaan gypsum, baik untuk keperluan klinik maupun pekerjaan laboratorium‟ (Ducklow, 2010). Material gypsum ini banyak dipergunakan antara lain dalam pembuatan model dan die, articulating cast, mould, refractory investment dan lain-lain. Banyaknya penggunaan gypsum dalam kedokteran gigi menyebabkan pengetahuan tentang gypsum terutama sifat-sifatnya harus dipahami sehingga memudahkan dalam manipulasi dan menghasilakn suatu hasil manipulasi
yang mkasimal. „Untuk lebih memahaminya, maka perlu dilakukan suatu percobaan yang memperlihatkan cara manipulasi gypsum yang benar serta pengaruh sifat-sifatnya terhadap hasil manipulasi‟ (Retallack, 2002). Gipsum (CaSO4-2H2O, kalsium sulfat dehidrat) adalah mineral yang ditambang dari bumi dengan proses yang disebut kalsinasi dimana air dari kristalisasi (air hidrasi) di dorong untuk menghasilkan kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4-1/2H2O). Gipsum disimpan di tempat yang kedap udara dan tahan kelembapan. Hal ini dikarenakan sifat gypsum yang mampu menyerap air dari sekitarnya. Pada awalnya mineral gypsum secara komersial dikenal dengan sebutan plaster of paris nama ini digunakan karena pada awalnya di dapat dari deposit mineral didekat kota Paris, Perancis. Gipsum tipe III DENTAL STONE : 1100C-1300C CASO4,2H2O -------> CASO4,1/2H2O Autoclaf
α-hemihidrat
Gambar 5.1 reaksi pada dental stone Stone tipe III lebih disukai untuk pembuatan model yang digunakan pada konstruksi protesa, karena stone tersebut memiliki kekuatan yang cukup untuk tujuan itu serta protesa dapat lebih mudah dikeluarkan setelah proses selesai. Stone tipe III ini memiliki kekuatan kompresi minimal 1 jam sebesar 20,7 MPa (3000 psi), tetapi tidak melebihi 34,5 MPa (5000 psi). Bahan ini ditujukan untuk pengecoran dalam membentuk gigi tiruan penuh yang cocok dengan jaringan lunak. Die stone merupakan reproduksi gigi yang dipreparasi dimana protesa dibuat pada atau di dalam model tersebut. Karena kondisi keausan yang sangat buruk pada bagian tepi ketika dilakukan pembuatan pola malam,dan karena tekanan yang lebih tinggi mengenai die stone selama
mencoba dan penyesuaian, kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi dibutuhkan oleh bahan die. Sebagai tambahan, sedikit ekspansi pengerasan dapat ditolerir pada model yang mereproduksi jaringan lunak, tetapi tidak bila menyangkut gigi. Gipsum tipe III memiliki tekstur 20 kali lebih halus dari pada gipsum tipe 2.Secara tradisional, gipsum tipe III berwarna kuning atau putih. Namun, kekerasan dan ketahanan gipsum tipe III terhadap abrasi permukaan dari peralatan yang tajam 2 kali lebih rendah dibandingkan dengan gipsum tipe IV. 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. (Anusavice, 2003, hal 259). Ekspansi massa gipsum dapat dideteksi selama perubahan dari partikel hemihidrat menjadi partikel dihidrat. Setting expansion dapat dijelaskan berdasarkan mekanisme kristalisasi. Proses kristalisasi digambarkan sebagai suatu pertumbuhan kristal– kristal dihidrat dari nukleus, yang saling berikatan satu dengan yang lainnya. Bila proses ini terjadi pada ribuan kristal– kristal selama pertumbuhan, suatu tekanan atau dorongan keluar dapat terjadi dan menghasilkan ekspansi massa keseluruhan. Tumbukan atau gerakan dari kristal– kristal ini menyebabkan terbentuknya mikroporus. Volume eksternal hasil reaksi gipsum yang lebih besar daripada volume kristalin, menyebabkan terbentuknya porus. Oleh karena itu, struktur gipsum yang telah mengeras terdiri dari kristal– Kristal yang saling terkait, di antaranya adalah mikroporus dan porus yang mengandung air berlebih. Air tersebut diperlukan ketika
pengadukan. Namun, ketika mengering, kelebihan air tersebut menghilang dan ruangan kosong meningkat.(Anusavice, 2003, hal. 266). Ekspansi pengerasan tersebut terjadi di udara sehingga dikenal sebagai normal setting expansion. Sedangkan, jika gipsum pada awal initial setting ditempatkan dalam air akan menyebabkan ekspansi yang lebih besar dan disebut hygroscopic expansion. (McCabe and Walls, 2008, hal. 36). 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 Kristalkristal 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). Selain menyebabkan setting ekspansi yang tinggi, penurunan rasio W/P juga menyebabkan lebih banyak panas yang dilepaskan (Alberto N, et al, 2011). 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 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. Analisis Pada praktikum kali ini didapatkan hasil setting expansion bahan tanam tuang gypsum bonded terkecil pada percobaan kedua dengan w:p rasio 14ml:50gr. Dan dihasilkan setting expansion yang cukup tinggi pada w:p rasio yang tidak sesuai dengan ketentuan anjuran pabrik.
7. Kesimpulan Dengan diadakannya praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa perbedaan rasio W/P ternyata mempengaruhi setting expansion bahan tanam tuang gypsum bonded. Rasio bubuk yang lebih tinggi daripada air ataupun sebaliknya membuat setting expansion lebih tinggi.
8. Daftar Pustaka Alberto N, Carvalho L, Lima H, Antunes P, Nogueira R, Pinto JL 2011,„Characterization of Different Water/Powder Ratios of Dental Gypsum Using Fiber Bragg Grating Sensors‟, Dental Materials Journal. Retrieved: March 16,2013, from:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21946491 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. Ducklow, (February 9, 2010). “Gypsum: long history in Nova Scotia”. The Hants Journal (Windsor, Nova Scotia).
