BAB 1
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat (CaSO4.2H2O) adalah mineral yang telah
dikenal selama berabad-abad, sering dijumpai sebagai batu alam dan dapat ditambang di berbagai tempat di dunia. Struktur kimia gipsum yang digunakan di bidang kedokteran gigi adalah kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4.½H2O) yang diperoleh dari
proses pemanasan kalsium sulfat dihidrat dan memiliki kemurnian yang hampir sama. Aplikasinya di bidang kedokteran gigi, gipsum digunakan sebagai bahan pembuatan model studi, model kerja dan juga sebagai bahan tanam.1-2
Gipsum di kedokteran gigi terdiri dari beberapa tipe. American Dental Association (ADA) No. 25 membagi gipsum menjadi lima tipe yaitu 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).3-4 Impression Plaster merupakan bahan cetak terdiri dari plaster of paris yang ditambahkan zat untuk mengatur waktu dan ekspansi pengerasan. Gipsum tipe I ini sudah jarang dipakai sebagai bahan cetak karena sifatnya yang kaku. Model Plaster atau gipsum tipe II biasa digunakan sebagai bahan untuk mengisi kuvet dalam pembuatan gigitiruan atau sebagai bahan pembuatan model studi karena kekuatannya yang lemah. Gipsum tipe III (dental stone) merupakan gipsum hasil pemanasan kalsium sulfat dihidrat dibawah tekanan uap pada suhu 120°C-130°C yang
menghasilkan α-kalsium sulfat hemihidrat. Gipsum tipe III memiliki kristal berbentuk
perismatik sehingga akan menghasilkan kekuatan yang lebih kuat dibandingkan gipsum tipe II apabila bereaksi dengan air. Gipsum tipe IV merupakan gipsum yang memiliki ketahanan abrasi dan kekuatan kompresi yang lebih tinggi dibanding gipsum tipe III, hal ini disebabkan pada proses pembuatannya melalui proses pemanasan dibawah tekanan uap pada suhu 140°C dengan penambahan asam organik
besar dibandingkan gipsum tipe IV, sehingga dapat digunakan sebagai dai pada pembuatan gigitiruan cekat.1,3
Model studi dan model kerja merupakan replika dari struktur rongga mulut. Pembuatan model merupakan langkah penting pada banyak prosedur di bidang kedokteran gigi. Model dibuat dengan cara menuangkan adonan gipsum ke dalam cetakan yang merupakan gambaran negatif dari struktur rongga mulut dan dibiarkan hingga mengeras. Terdapat dua jenis model, yaitu model studi dan model kerja. Model studi digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis dan rencana perawatan, sedangkan model kerja digunakan sebagai media untuk pekerjaan laboratorium kedokteran gigi. Gipsum tipe III merupakan bahan yang paling sering digunakan dalam pembuatan model kerja, khususnya dalam proses pembuatan gigitiruan.1-2
Model studi, model kerja dan bahan tanam digunakan pada hampir semua proses dalam bidang kedokteran gigi, khususnya pada proses pembuatan gigitiruan. Apabila sebuah gigitiruan telah selesai dibuat, model kerja atau bahan tanam akan dibuang begitu saja. Hal ini menyebabkan limbah gipsum dari model kerja dan bahan tanam akan menjadi banyak dan menumpuk. Abdelfatah dan Tabsh (2008) menyatakan limbah gipsum sesuai ketentuan akan dibuang ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA). Limbah yang menumpuk dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena materialnya tidak mudah terurai. Apabila kalsium sulfat yang terkandung dalam limbah gipsum terkena radiasi sinar infra-merah dan sinar ultraviolet akan menghasilkan gas H2S dan SO2 yang dapat mencemari lingkungan.5 Gas H2S dalam
konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian dan dalam konsentrasi rendah akan menimbulkan bau seperti bau telur busuk. Untuk mencegah terjadinya pencemaran lingkungan tersebut maka dicari sebuah alternatif untuk mendaur ulang limbah gipsum tersebut.
Gipsum atau kalsium sulfat dihidrat (CaSO4.2H2O) apabila dipanaskan pada
suhu < 200°C akan kehilangan 1,5 gram mol dari 2 gram mol H2O dan berubah
menjadi kalsium sulfat hemihidrat (CaSO4.½H2O). Apabila kalsium sulfat hemihidrat
kalsium sulfat dihidrat. Oleh karena itu, gipsum memiliki sifat reversibel, dengan reaksi kimia sebagai berikut.4,6-7
CaSO4.½H2O + 1½H2O ↔ CaSO4.2H2O + 3900 kal/ g mol
Kalsium sulfat hemihidrat Air Kalsium sulfat dihidrat
Sifat reversibel dari gipsum tersebut memungkinkan dilakukannya proses daur ulang. Denmark pada tahun 2001 telah membangun sebuah pabrik daur ulang gipsum yang berasal dari limbah konstruksi bangunan yang diberi nama Gypsum Recycling International. Saat ini Gypsum Recycling International beroperasi di beberapa negara
seperti Swedia, Norwegia, Jerman dan Amerika.8 Ibrahim (1995) menyatakan bahwa kalsium sulfat hemihidrat dapat direproduksi dari model dengan pemanasan dalam autoklaf.9 Abidoye dan 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.5
Cindy (2014) meneliti tentang kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan dengan gipsum tipe III daur ulang. Hasilnya menunjukkan kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang jauh lebih rendah dibandingkan gipsum tipe III pabrikan dengan nilai rata-rata 26,72 ± 1,43 MPa untuk gipsum tipe III pabrikan dan 1,34 ± 0,16 MPa untuk gipsum tipe III daur ulang. Cindy mengungkapkan bahwa terdapat molekul air yang terperangkap dalam kisi kristal gipsum daur ulang yang menyebabkan ikatan antar kristal sedikit dan menghasilkan kekuatan kompresi yang rendah.10 Sementara itu, produk hasil daur ulang diharapkan sama dengan produk aslinya agar dapat digunakan kembali, dengan kata lain gipsum daur ulang harus memiliki karakteristik yang sama dengan gipsum pabrikan.
Gipsum yang terdapat di alam memiliki struktur yang porous, semakin besar rasio bubuk dan air yang diberikan, maka akan semakin porous pula gipsum yang terbentuk, ini artinya untuk bobot tertentu hanya sedikit kristal yang terbentuk per satuan volumenya, yang mengakibatkan menurunnya kekuatan kompresi. Kecepatan dan waktu pengadukan juga memengaruhi kekuatan kompresi gipsum, apabila pengadukan dilakukan sesuai dengan waktunya maka kekuatan kompresi akan mencapai kekuatan yang optimum, namun apabila terjadi “overmixed” kristal gipsum yang telah terbentuk akan hancur kembali sehingga menurunkan kekuatan kompresi.1 Penyimpanan gipsum pada temperatur 90°C-100°C akan menurunkan kekuatan
kompresi gipsum dikarenakan keluarnya air dan mengubah dihidrat menjadi partikel hemihidrat kembali. Pemberian akselerator dan retarder, umumnya merupakan senyawa garam, dengan konsentrasi tertentu dalam manipulasi gipsum dapat memberikan pengaruh terhadap kekuatan kompresi.13
Aipipidely (2013) meneliti tentang perbedaan kekuatan kompresi dental plaster dengan penambahan larutan garam dapur dalam berbagai variasi konsentrasi.
Penambahan larutan garam dapur dilakukan pada saat manipulasi gipsum. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan kekuatan kompresi dengan penambahan larutan garam dapur 1,5% yaitu sebesar 12,2 MPa, sementara kekuatan kompresi dental plaster yang tidak diberikan tambahan larutan garam dapur (kontrol) sebesar
8,63 MPa. Peningkatan kekuatan kompresi ini terjadi karena pemakaian elektron secara bersama antara partikel hemihidrat dengan garam dapur sehingga tercipta ikatan kimia yang stabil.14
seperti Pb, Cu, Hg dan As. Kedua penelitian tersebut menunjukkan adanya pengaruh pemberian bahan additive berupa akselerator terhadap kekuatan kompresi gipsum.15
1.2Permasalahan
Gipsum kedokteran gigi merupakan senyawa kalsium sulfat dihidrat yang dipanaskan menjadi partikel hemihidrat dan memiliki sifat reversibel, artinya partikel hemihidrat yang telah terbentuk dapat diubah menjadi partikel dihidrat kembali. Gipsum umumnya berfungsi sebagai bahan pembuatan model kerja, salah satunya pada proses pembuatan gigitiruan. Apabila gigitiruan telah selesai dibuat, maka model kerja tersebut tidak dapat dipakai kembali sehingga menjadi limbah. Limbah gipsum akan dibuang ke TPA dan menumpuk karena gipsum tidak mudah terurai. Hal ini dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena limbah gipsum dapat menghasilkan gas H2S dan SO2 yang berbahaya terhadap lingkungan.
Salah satu cara untuk mencegah pencemaran lingkungan oleh limbah gipsum yaitu dengan mendaur ulang limbah tersebut. Selain untuk mengurangi jumlah limbah gipsum, gipsum yang diperoleh dari proses daur ulang juga dapat digunakan kembali. Gipsum yang dapat digunakan kembali, khususnya di bidang kedokteran gigi, harus memiliki karakteristik yang baik agar dapat memenuhi persyaratan sesuai fungsinya, karakteristik gipsum yang dimaksud meliputi setting expansion, perubahan dimensi, w/p ratio, setting time dan kekuatan kompresi.
kompresinya. Beberapa penelitian terdahulu menujukkan bahwa adanya peningkatan kekuatan kompresi gipsum dengan penambahan larutan garam dapur 1,5%dan 2%, karena garam dapur memiliki ikatan yang stabil dengan partikel hemihidrat dan mengandung beberapa unsur logam yang sifatnya keras sehingga dapat meningkatkan kekuatan kompresi gipsum tipe III.
Berdasarkan data-data di atas, peneliti ingin mengetahui pengaruh penambahan larutan garam dapur 1,5% terhadap kekuatan kompresi gipsum tipe III daur ulang.
1.3Rumusan Masalah
1. Berapa kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan garam dapur 1,5% ?
2. Apakah terdapat perbedaan kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan garam dapur 1,5% ?
1.4Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui kekuatan kompresi gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan garam dapur 1,5%.
2. Untuk mengetahui perbedaan kekuatan kompresi antara gipsum tipe III pabrikan, gipsum tipe III daur ulang dan gipsum tipe III daur ulang dengan penambahan larutan garam dapur 1,5%.
1.5Manfaat Penelitian
1.5.1Manfaat Teoritis
b. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dijadikan bahan referensi untuk penelitian lebih lanjut
1.5.2Manfaat Praktis
a. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan oleh dokter gigi sebagai pertimbangan pemanfaatan limbah gipsum untuk didaur ulang
