BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gipsum merupakan mineral yang ditambang dari berbagai belahan dunia dan sudah digunakan di bidang kedokteran gigi sejak tahun 1756. Gipsum yang digunakan dalam kedokteran gigi berasal dari kalsium sulfat dihidrat murni (CaSO4.2H2O) yang
dipanaskan sehingga terbentuk kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4.½H2O). Dalam
kedokteran gigi, produk gipsum biasa disebut gips dan banyak digunakan untuk membuat model duplikat dari rongga mulut serta struktur jaringan sekitarnya dan sebagai bahan penting untuk pekerjaan laboratorium kedokteran gigi yang melibatkan pembuatan protesa.1,2,3
Menurut Spesifikasi American Dental Association (ADA) No. 25, gips dapat dibagi menjadi lima tipe yakni tipe I (Impression Plaster), tipe II (Laboratory or Model Plaster), tipe III (Dental Stone), tipe IV (Dental Stone, High Strength), tipe V
(High-Strength, High-Expansion Dental Stone).4-5 Mineral gipsum yang dipanaskan di ketel terbuka pada suhu 110o-120oC akan menghasilkan plaster dimana produk hemihidrat yang dibentuk ialah β-kalsium sulfat hemihidrat, memiliki bentuk partikel yang tidak teratur dan poreus serta digunakan untuk menghasilkan Impression Plaster (tipe I) dan Laboratory or Model Plaster (tipe II).3,5 Apabila gipsum dipanaskan di autoklaf di bawah tekanan uap air pada suhu sekitar 120oC-130oC akan membentuk hidrokal dimana bentuk partikelnya lebih teratur dan lebih padat daripada plaster, produk hemidrat yang dihasilkan ialah α-kalsium sulfat hemihidrat. Hidrokal digunakan untuk membentuk dental stone kekuatan rendah- sedang (tipe III). Gips tipe IV dan V yang
yang lebih banyak daripada tipe V untuk mengurangi ekspansi pengerasannya sehingga disebut High Strength, Low Expansion Dental stone.4 Pada dasarnya semua jenis gips yang digunakan memiliki senyawa dasar yang sama yaitu kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4.½ H2O) yang membedakannya adalah metode yang dilakukan untuk mengubah
ukuran dan bentuk partikel gips. Perbedaan ukuran dan bentuk partikel tersebut akan mempengaruhi jumlah air yang dibutuhkan untuk mengubah kristalisasi kalsium sulfat hemihidrat menjadi dihidrat sehingga mengakibatkan perbedaan kekuatan kompresi dari masing-masing gips.2,6
Kalsium sulfat dihidrat (CaSO4.2H2O) pada saat dipanaskan pada suhu < 200oC
akan kehilangan 1,5 gr mol dari 2 gr mol H2O dan diubah menjadi kalsium sulfat
hemihidrat (CaSO4.½ H2O). Jika kalsium sulfat hemihidrat dicampur dengan air, reaksi
sebaliknya yang akan terjadi dan kalsium sulfat hemihidrat diubah kembali menjadi kalsium sulfat dihidrat. Oleh karena itu, dehidrasi parsial dari batu gipsum dan rehidrasi dari kalsium sulfat hemihidrat merupakan reaksi reversibel. Secara kimiawi, reaksi yang terjadi dinyatakan seperti di bawah ini.7,13
CaSO4 . ½ H2O + 1½ H2O CaSO4 . 2H2O + 3900 kal/g mol
Sifat reversibel dari reaksi tersebut memungkinkan untuk dilakukannya proses daur ulang pada gips yang telah mengalami setting menjadi sebuah model. Ibrahim RM,
Seniour SH, Sheehab GI (1995) menyatakan bahwa kalsium sulfat hemihidrat dapat direproduksi dari model dengan pemanasan dalam autoklaf.8 Abidoye LK dan RA Bello (2010) melakukan penelitian tentang proses daur ulang bahan papan gipsum dengan cara pemanasan limbah papan gipsum pada suhu yang berbeda-beda untuk memperoleh kekuatan kompresi yang lebih baik. Penurunan kekuatan kompresi pada papan gipsum daur ulang tersebut terjadi akibat masih terdapat sisa air yang terperangkap pada kisi kristal gipsum.9
Adapun karakteristik gips meliputi setting time, perubahan dimensi, setting ekspansi dan kekuatan kompresi.1-2,10-11 Setting time dipengaruhi oleh waktu dan kecepatan pengadukan, rasio air bubuk, aselerator dan retarder, suhu dan tekanan atmosfer, dan kemurnian bubuk gipsum.2,6 Perubahan dimensi dipengaruhi oleh setting
ekspansi dan ekspansi higroskopis.2,6,11 Ekspansi massa gips yang terjadi di udara dikenal sebagai normal setting ekspansi. Jika gips pada initial setting ditempatkan dalam air akan menyebabkan ekspansi yang lebih besar dan disebut ekspansi higroskopis. Setting ekspansi gips dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu rasio air bubuk, lama pengadukan (mixing time), penambahan akselerator dan retarder serta lama penyimpanan.2,6 Kekuatan kompresi merupakan kemampuan bahan untuk menahan fraktur. Kekuatan kompresi dipengaruhi oleh pengadukan, rasio air bubuk, penambahan zat akselerator dan retarder, penyimpanan dan kontaminasi, suhu dan tekanan atmosfer.2,6,10,13
Dalam praktik kedokteran gigi sehari- hari, bahan gips sangat banyak digunakan, misalnya untuk membuat model studi maupun model kerja pada pembuatan gigitiruan.5 Salah satu hal yang perlu diperhatikan pada pembuatan gigitiruan ialah pembuatan model kerja yang umumnya menggunakan bahan gips tipe III. Limbah model kerja cukup banyak dan akan dibuang apabila tidak digunakan lagi sehingga apabila dibiarkan dan terus berlanjut, maka zat yang terkandung dalam gips tersebut akan menyebabkan masalah pencemaran lingkungan. Menurut Abdelfatah and Tabsh (2008), limbah
gipsum yang sangat banyak ini sesuai ketentuan dibuang di TPA (Tempat Pembuangan Akhir). Hal tersebut akan menyebabkan masalah pencemaran lingkungan sebab limbah tersebut tidak dapat dengan mudah diuraikan.9
1.2 Permasalahan
memiliki kekuatan kompresi yang cukup tinggi untuk tahan terhadap goresan dan abrasi dari instrumen tajam, maka akan mempengaruhi bentuk dan ukuran dari mahkota yang dihasilkan.13-4 Akan tetapi, ketika gigitiruan selesai dikerjakan, model tersebut tidak berguna lagi dan dibuang begitu saja sehingga sebagian besar limbah tersebut berasal dari gips tipe III.
Gips memiliki sifat kimia yang reversibel sehingga dapat dilakukan upaya untuk mengolah limbah gips kembali. Pada reaksi pembentukan gips tipe III dilakukan proses pemanasan mineral gipsum pada suhu 120oC – 130oC.6-7 Berdasarkan penelitian Abidoye LK dan RA Bello (2010) sebelumnya dinyatakan bahwa limbah papan gipsum dapat didaur ulang dan didapatkan kekuatan kompresi yang tertinggi pada suhu pemanasan 160oC selama 40 menit.9 Peneliti melakukan penelitian pendahuluan mengenai kadar air yang terkandung pada limbah gips tipe III dan gips tipe III pabrikan dan didapatkan hasil bahwa kadar air yang terdapat pada limbah gips tipe III (8,88%) lebih tinggi dari gips tipe III pabrikan (0,57%). Kandungan air yang tinggi akan menurunkan kekuatan kompresi.3 Tujuan pemanasan adalah untuk mengurangi kadar air yang terdapat pada limbah gips tipe III sampai mendekati 0,57%.
Dari uraian di atas maka timbul permasalahan apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dengan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan pada suhu 130oC dan 160oC untuk pembuatan model kerja.
1.3 Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 130oC?
2. Apakah ada perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 160oC?
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 130oC.
2. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III pabrikan dan gips tipe III daur ulang yang dipanaskan dengan suhu 160oC.
3. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi gips tipe III daur ulang pada suhu pemanasan 130oC dan 160oC.
1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis
a. Penelitian ini diharapkan memberikan sumbangan atau kontribusi bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan penerapannya, khususnya di bidang Prostodonsia. b. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan referensi untuk penelitian lebih lanjut.
1.5.2 Manfaat Praktis
a. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan oleh dokter gigi sebagai pertimbangan pemanfaatan limbah gips untuk didaur ulang.
