7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 1/13

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU MATERIAL 1

Topik : Setting expansion Gipsum Tipe III Berdasarkan W:P Ratio

Grup : A2a

Tgl. Pratikum : Selasa, 13 Maret 2012

Pembimbing : Dr. Elly Munadziroh, drg.,Msi

Penyusun:

1. Ivan Indra Kusuma ( 020810264 )

2. Like Aprilia Karunia S. ( 021111018 )

3. Prevy Anirtha Savitri ( 021111019 )

4. Maretha Siwinata P.A ( 021111020 )

5. Aditya Dana Iswara ( 021111021 )

6. Ririh Setyo Khrisnanthi ( 021111022 )

7. Niken Probowati ( 021111023 )

8. Iklima Rizkia Bahfie ( 021111025 )

9. Annisa Fardhani ( 021111026 )

DEPARTEMEN MATERIAL KEDOKTERAN GIGI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2012

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 2/13

2

1.  TUJUAN

1.1  Di akhir praktikum mahasiswa mampu melakukan manipulasi gipsum keras

serta dapat mengukur dan mengamati perubahan setting expansion dengan

tepat.

1.2  Di akhir praktikum mahasiswa mampu mengukur dan mengamati perubahan

setting expansion dengan variasi perubahan ratio w:p

2.  METODE PRAKTIKUM

2.1  Alat dan Bahan

Bahan :

a.  Gipsum stone (w:p = 28ml:100gr)

b.  Air

c.  Vaselin

Alat :

a.  Bowl

b.  Spatula

c.  Gelas Ukur

d.  Jam(stopwatch)

e.  Timbangan Analitik 

f.  Vibrator

g.  Ekstensometer

2.2  Cara Kerja

1.  Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2.  Mengolesi bagian dalam cetakan ekstensometer dengan vaselin

3.  Memosisikan indikator pada ekstensometer dalam posisi angka nol

4.  Menimbang sebanyak 45 gram, 50 gram, dan 55 gram gipsum tipe III

5.  Menyiapkan air sebanyak 14ml dengan gelas ukur

6.  Memasukan air yang telah diukur dalam masing-masing bowl ,

kemudian gipsum dimasukan sedikit demi sedikit

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 3/13

3

7.  Mengaduk air dan gipsum sampai homogen dengan spatula

8.  Menuang adonan gipsum dalam cetakan vibrator, sampai udara yang

terjebak dalam adonan hilang.

9.  Adonan gipsum dituang dalam cetakan ekstensometer tanpa merubah

posisi jarum dial indikator,kemuadian ratakan menggunakan spatula

10. Menghitung perubahan panjang yang ditunjukan selama 30 menit

dengan setiap 5 menit pengecekan.

3.  HASIL PRAKTIKUM

Tabel hasil praktikum Setting expansion pada Gipsum Tipe III dengan W/P ratio 

I

(Menit

ke-5)

II

(Menit

ke-10)

III

(Menit

ke-15)

IV

(Menit

ke-20)

V

(Menit

ke-25)

VI

(Menit

ke-30)

45 gram0,005

mm

0,01

mm

0,01

mm

0,015

mm

0,02

mm

0,03

mm

50 gram0,003

mm

0,003

mm

0,003

mm

0,003

mm

0,01

mm

0,01

mm

55 gram0,009

mm

0,011

mm

0,045

mm

0,095

mm

0,12

mm

0,15

mm

Waktu

(menit)  

Gipsum Tipe

III (gram)  

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 4/13

4

Tabel di atas adalah hasil praktikum Setting expansion pada Gipsum Tipe

III dengan W/P ratio. Pada hasil praktikum tersebut, terdapat suatu kejanggalan

setting expansion pada variabel (gipsum) dengan massa 45 gram dan 50 gram.

4.  PEMBAHASAN

4.1  Proses Reaksi Gipsum Type 3

Gipsum type 3 atau yang lebih dikenal di bidang kedokteran gigi dengan

istilah dental stone mempunyai fungsi sebagai berikut :

a.  Sebagai bahan pembuatan model dan die

b.  Sebagai binder bagi bahan investment yang sesuai untuk penuangan alloy

pada suhu dibawah 1200 derajat celcius.

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 5/13

5

3.1.1  Compressive Strength

Kekuatan kompresi atau yang biasa disebut compressive strength

merupakan kekuatan yang diperoleh apabila kelebihan air yang dibutuhkan

untuk hidrasi hemihidrat tertinggal dalam contoh bahan uji. Besarnya

kekuatan kompresi dari beberapa produk gipsum yang paling rendah adalah

12 MPa dan yang paling tinggi adalah 38 MPa atau sekitar 7000 psi. Pada

gipsum type 3 sendiri memiliki kekuatan kompresi minimal 1 jam 20,7 MPa

atau sekitar 3000 psi, tetapi tidak lebih dari 34,5 MPa atau 5000 psi.

Compressive strength ini berhubungan dengan w/p ratio dan

pengadukan. Jika air yang digunakan lebih banyak, maka compressive

strengthnya menurun. Berikut ialah compressive strength dari 3 type gipsum

yang berbeda selama 1 jam pengerasan :

a.  Model plaster 12,5 MPa

b.  Dental stone 31 MPa

c.  Dental stone high strength 45 MPa

3.1.2  Surface hardness and Abration Resistance

Surface hardness ( kekerasan permukaan ) dan abration resistance

( ketahanan abrasi ) sangat penting diperhatikan agar tidak banyak atau tidak 

keilangan bentuk pada model selama proses manipulasi untuk mempelajari

oklusi atau membuat restorasi. Dua factor yang berkontribusi terhadap

kekuatan dan daya tahan abrasi produk akhir ialah bentuk akhir dan prositas

untuk meningkatkan kekerasan pada permukaan gipsum yang telah mengeras,

dapat ditambahkan epoxy atau monomer metal metakrilat.

3.1.3  Setting expansion 

Semua produk gipsum mengalami setting expansion ( perubahan

dimensi / expansion selama proses pengerasan ). Ekspansi pada dental plaster

biasanya 0,00% - 0,30%, dental stone 0,00% - 0,20%, dental stone high

strength 0,00% - 0,10%, dental stone high strength high expansion 0,10% -

0,30%. Setting expansion bisa dikontrol dengan manipulasi variable.

Campuran yang kental dan cara pengadukan yang cepat bisa meningkatkan

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 6/13

6

 jumlah setting expansion, sedangkan campuran yang encer atau cair dan cara

pengadukan yang lambat bisa mengurangi jumlah setting expansion.

3.1.4  Manipulation

Gipsum hendaknya dicampur dengan air atau larutan PE dengan

perbandingan 100 gr dengan 50 sampai 60 ml. Hrus dijaga agar tidak 

terbentuk gelembung udara sewaktu mengaduk karena gelembung ini dapat

muncul di permukaan dan dapat menyebabkan ketidaktepatan hasil cetakan

(Combe,1992). Untuk lebih detailnya manipulasi dapat dipengaruhi oleh hal-

hal sebagai berikut :

1.  Pemilihan

2.  Perbandingan w/p ratio

3.  Temperatur

4.  Pencampuran ( mixing )

5.  Waktu pengerasan awal kerja

6.  Waktu pengerasan akhir kerja ( final setting time )

7.  Control setting time 

4.2  Proses Terjadinya Ekspansi

Pada saat gipsum mengeras, dimana suhunya cukup tinggi untuk 

menghilangkan kadar airnya, gipsum berubah menjadi kalsium sulfat

hemihidrat,(CaSO4)2.H2O,dan pada temperatur lebih tinggi. Kandungan utama

gipsum adalah kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4)2.H2O atau CaSO4. . H2O.

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 7/13

7

bergantung pada metode pengapuran bentuk hemihidrat yang berbeda dapat

diperoleh.

Karena gipsum adalah bentuk dihidrat dari kalsium sulfat (CaSO4.2H2O),

pada saat panas, akan kehilangan 1,5 gr mol dari H2O dan bersifat kalsium sulfat

hemihidrat (CaSO4.½H2O), atau bisa juga ditulis (CaSO4)2 H2O. Jika kalsium

sulfat hemihidrat dicampur dengan air, reaksi berbalik dan kalsium sulfat

hemihidrat kembali berubah ke kalsium sulfat dihidrat. Oleh karena itu,

dehidrasi parsial dari batu gipsum dehidrasi dari calsium sulfat hemihidrat

tersusun secara reversibel (Robert G. Craig and John M. Power:392).

Terlepas dari jenis produk gipsum yang digunakan, ekspansi dapat

terdeteksi selama perubahan dari hemihidrate ke dihidrate. Ekspansi pada

gipsum bergantung pada komposisi produk gipsum. Ekspansi gipsum paling

rendah 0,06% linier dan yang paling tinggi 0,5%. Ekspansi dapat diamati dan

dirationalisasi berdasarkan mekasnisme kristalisasi. ( Skinner and Phillips : 60 )

Seperti disebutkan sebelumnya, proses kristalisasi digambarkan sebagai

hasil dari kristal dari inti kristalisasi. berdasarkan keterlibatan dari kristal

dihidrat. kristal tumbuh dan saling mengganggu antara satu dengan yang lain.

Jika pertumbuhan satu kristal terganggu oleh yang lain, tekanan akan hadir pada

pertumbuhan kristal yang bertabrakan atau bertumbukan. Jika proses ini diulang

oleh ribuan kristal selama pertumbuhan, kemungkinan tekanan luar atau

dorongan bisa menghasilkan ekspansi. Dan dengan demikian, ekspansi jelas dan

dapat diamati. (Skinner and Phillips : 61)

Semua produk gipsum mengalami setting expansion (perubahan dimensi

atau ekspansi selama proses pengerasan). Ekspansi pada gipsum tipe III

biasanya 0,00%-0,20. Setting expansion bisa dikontrol dengan memanipulasivariable. Campuran yang kental dan cara pengadukan yang cepat bisa

meningkatkan jumlah setting expansion, sedangkan campuran yang lebih encer

atau cair dan cara pengadukan yang lambat dapat mengurangi jumlah setting

expansion 

4.2.1  Faktor-faktor yang mempengaruhi setting expansion 

1.  W/P RATIO

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 8/13

8

Ekspansi dari gipsum dipengaruhi oleh W/P ratio dan komposisi

filler gipsum itu sendiri. (Azer, Shereen:2008) Besar ekspansi bukan

ditentukan dengan semakin banyak atau sedikitnya ratio w/p tetapi

semakin sesuainya dengan aturan w/p yang diberikan pabrik. Hal

tersebut dikarenakan kandungan w/p ratio yang diberikan pabrik sudah

ditentukan untuk meminimalisir adanya ekspansi yang nantinya akan

mengubah bentuk fisik dari model.

W/p ratio yang tidak sesuai dengan aturan pabrik menimbulkan

kristalisasi menjadi abnormal sehingga menimbulkan pertambahan

ekspansi juga (Philips:1977). Campuran kental dengan w / p ratio

rendah memiliki kristal lebih padat dan saling menumpuk selama proses

pertumbuhan kristal, akibatnya ekspansi lebih tinggi dan lebih banyak 

panas yang dihasilkan (eksotherm). (Alberto, Nélia:2011)

Pengaturan ekspansi secara signifikan berhubungan dengan

porositas massal agregat pengisi (variasi jenis filler), ratio filler MgO

untuk NH4H2PO4 dan juga jenis air. Fluiditas dan waktu sampai

pengaturan mulai ekspansi juga terkait dengan curah porositas agregat

filler. (Takahashi, J:1988)

Jenis produk gipsum tipe III menunjukkan nilai ekspansi lebih

rendah rata-rata dari produk tipe II. Waktu dan materi merupakan faktor

lebih penting daripada kondisi kering / basah ketika mengukur nilai

ekspansi total.( Michalakis, Konstantinos:2009)

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 9/13

9

2.  WAKTU PENGADUKAN, bila waktu pengadukan pendek maka

ekspansi makin kecil

3.  KECEPATAN PENGADUKAN, makin lambat pengadukan maka

ekspansi makin kecil

4.  TEMPERATUR AIR, bila temperatur air yang digunakan tinggi maka

ekspansi kecil

5.  ACCELARATOR dan RETARDER, dengan penambahan accelerator  

dan retarder , ekspansi menjadi lebih kecil. Cara yang efektif untuk 

mengecilkan ekspansi dari campuran gipsum ialah dengan penambahan

accelerator dan retarder .

4.3  Hubungan Teori dengan Hasil Praktikum

Pada percobaan pertama dan kedua (gipsum 45 gram dan 50 gram) terdapat

suatu kejanggalan pada setting expansion-nya. Biasanya semakin kecil W/P ratio,

semakin besar setting expansion-nya, namun pada hasil praktikum justru

sebaliknya. Pada percobaan pertama (gipsum 45 gram), W/P ratio-nya 0.31 dan

pada percobaan kedua (50 gram), W/P ratio-nya 0.28, tetapi yang memiliki setting

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 10/13

10

expansion lebih besar justru percobaan pertama. Kejanggalan hasil praktikum ini

dapat dipengaruhi oleh salah satu kemungkinan dari beberapa faktor di bawah ini:

1.  Pengadukan yang lebih cepat dapat menambah setting expansion dental

stone. Kemungkinan pada percobaan pertama, pengadukannya lebih

cepat dibandingkan dengan percobaan kedua atau pengadukan pada

percobaan yang kedua cenderung lebih lamban, padahal pengadukan

pada setiap percobaan harus sama sehingga setting expansion 

percobaan pertama lebih besar daripada percobaan kedua.

2.   Dental stone (gipsum tipe III) relatifnya mempunyai W/P ratio sekitar

0.33 (O’Brien, William, J., 1989). Seperti penjelasan sebelumnya, W/P

ratio percobaan pertama adalah 0.31 yang mendekati angka W/P ratio 

relatif pada dental stone.

3.  Pada merk gipsum yang dipakai, standarnya adalah 14 ml air dengan 50

gram bubuk gipsum dan biasanya standar dari pabrik setting expansion-

nya selalu mendekati 0.00 (nol).

4.  Pabrik menambahkan accelator dan retarder dalam bubuk gipsum yang

berfungsi sebagai antiexpansion agent yang dapat mengurangi

terjadinya setting expansion.

4.4  Perbandingan percobaan I, II, dan III

Sesuai tabel di atas, dapat diketahui perbandingan-perbandingan pada hasil

percobaan I, II, dan III. Berikut penjelasan perbandingan dari percobaan-

percobaan di atas.

Percobaan

Perbandingan

Percobaan I

(Gipsum 45

gram)

Percobaan II

(Gipsum 50

gram)

Percobaan III

(Gipsum 55

gram)

Setting expansion Sedang Kecil Besar

Porus Sedikit Sedang Banyak 

Flow Rendah Sedang Tinggi

Setting time Sedang Lama Cepat

Surface hardness Kurang keras Keras Paling keras

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 11/13

11

1.  Perbandingan Percobaan I dengan Percobaan II

Pada percobaan I flow dan porusnya lebih sedikit dibandingkan

percobaan II karena percobaan I campuran gipsumnya mengandung lebih

banyak air. Semakin banyak airnya, semakin kecil pula flow dan porusnya

namun kekerasan permukaannya masih lebih keras pada percobaan II.

Selain itu, terdapat suatu kejanggalan pada setting expansion dan setting

time dari kedua percobaan ini. Setting time percobaan I lebih cepat dan

setting expansion-nya lebih besar pula jika dibandingkan dengan

percobaan II. Hal ini bisa saja disebabkan oleh pengadukan yang lebih

cepat dan waktu pengadukan yang lebih lama pada percobaan I sehingga

percobaan I mencapai setting time yang lebih cepat dari percobaan II dan

setting expansion-nya juga menjadi lebih besar.

2.  Perbandingan Percobaan II dengan Percobaan III

Pada percobaan II porus dan flow-nya lebih sedikit dari percobaan III

karena campuran gipsum pada percobaan II lebih encer jika dibandingkan

dengan percobaan III. Semakin sedikit porus-nya, maka semakin baik.

Namun setting expansion, setting time dan surface hardness pada

percobaan III lebih besar, cepat dan keras daripada percobaan II

disebabkan campuran pada percobaan III lebih banyak mengandung bubuk 

gipsum dan lebih kental sehingga lebih cepat mengeras.

3.  Perbandingan Percobaan III dengan Percobaan I

Pada percobaan III setting expansion, porus dan flow-nya lebih besar

daripada percobaan I, setting time-nya lebih cepat, serta surface hardness-nya lebih keras juga. Hal ini disebabkan karena campuran gipsum

percobaan III lebih banyak mengandung bubuk gipsum dibandingkan

percobaan I. Campuran gipsum pada percobaan III dapat dikatakan

sebagai campuran yang memiliki setting expansion, porus dan flow yang

paling besar, setting time-nya paling cepat, serta surface hardness-nya

paling keras dibandingkan percobaan I maupun percobaan II.

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 12/13

12

5.  SIMPULAN

  Gipsum adalah bentuk dihidrat dari kalsium sulfat dan bersifat kalsium

sulfat hemihidrat. Jika kalsium sulfat hemihidrat dicampur dengan air,

reaksi berbalik dan kalsium sulfat hemihidrat kembali berubah ke kalsium

sulfat dihidrat. Hal ini menyebabkan dehidrasi parsial dari batu gipsum

dehidrasi dari kalsium sulfat hemihidrat tersusun secara reversibel.

  Compressive strength berhubungan dengan w/p ratio dan pengadukan. Jika

air yang digunakan lebih banyak, maka compressive strength-nya menurun.

  Pengendapan bubuk gipsum dalam air saat proses pengadukan dapat

menyebabkan gipsum mengeras sebelum pengadukan selesai.

  Jenis produk gipsum tipe III menunjukkan nilai ekspansi lebih rendah rata-

rata dari produk tipe II.

  Campuran kental dengan w/p ratio rendah memiliki kristal lebih padat dan

saling menumpuk selama proses pertumbuhan kristal, akibatnya ekspansi

lebih tinggi dan lebih banyak panas yang dihasilkan.

  Ekspansi dapat terdeteksi selama perubahan dari hemihidrat ke dihidrat

dan bergantung pada komposisi produk gipsum. Ekspansi dapat diamati

dan dirationalisasi berdasarkan mekasnisme kristalisasi atau hasil dari

kristal dari inti kristalisasi.

  Besar ekspansi bukan ditentukan dengan semakin banyak atau sedikitnya

ratio w/p tetapi semakin sesuainya dengan aturan w/p yang diberikan

pabrik. W/p ratio yang tidak sesuai dengan aturan pabrik menimbulkan

kristalisasi menjadi abnormal sehingga menimbulkan pertambahan

ekspansi juga. Bila waktu pengadukan pendek, dan kecepatan pengadukan

lambat maka ekspansi makin kecil. Penambahan accelerator dan retarder  

 juga dapat membuat ekspansi menjadi lebih kecil.

7/31/2019 laporan IM2

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-im2 13/13

13

Daftar Pustaka

Annusavice, Kenneth J. 2003. Phillips: Buku Ajar Ilmu Bahan Kedokteran Gigi.

Jakarta: EGC

Craig, Robert G, and John M. Power. 2002. Restorative Dental Material. 11th

ed.United State of America : Mosby

O’Brien, William, J. 1989. Dental Materials: Properties and Selection.

0867151994. Chicago: Quintessence Publishing Company.

Phillips, Ralph W, and Eugene W skinner: The Science Of Dental Materials.

London: W.B. Saunders Company