1. Tujuan Praktikum Setelah praktikum mahasiswa dapat memanipulasi bahan tanam tuang dengan cara yang tepat dan dapat membedakan setting expansion bahan tanam tuang tersebut dengan variasi w/p ratio
2. Alat dan Bahan 2.1 Bahan a. Bahan tanam tuang gypsum bounded b. Air PDAM c. Vaselin
2.2 Alat a. Mangkuk karet b. Spatula gipsum c. Gelas ukur d. Stopwatch e. Timbangan analitik / digital f. Ekstensometer g. Dial indicator h. Kaca penutup ekstensometer
i. Pisau gipsum j. Pisau model k. Pisau malam l. Sonde
3. Cara kerja a. Alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum disiapkan b. Bagian dalam cetakan gypsum bounded pada alat ekstensometer dioleskan dengan vaselin secara merata c. Alat uji ekstenometer disiapkan, kemudian dial indicator disiapkan pada posisi yang tepat dengan jarum menunjuk ke angka nol. d. Bubuk bahan tanam tuang ditimbang seberat 43 gr dan air disiapkan 15 ml e. Air dituang ke dalam mangkuk karet, selanjutnya bahan taman tuang dimasukkan sedikit demi sedikit dan dibiarkan mengendap selam 30 detik untuk menghilangkan gelembung udara. f. Adonan air dan gipsum diaduk sampai homogen selama 1 menit / 120 putaran, bersamaan dengan itu mangkuk karet diputar perlahan-lahan g. Adonan bahan tanam dituang ke dalam cetakan ( tanpa merubah posisi cetakan dan jarum dial indicator), kemudian permukaannya diratakan dengan menggunakan spatula gips/ pisau malam. h. Panjang awal cetakan baham tanam tuang pada alat ekstensometer diukur.
i. Mengamati dan mencatat terjadinya ekspansi bahan tanam tuang pada penunjuk mikrometer pada dial indicator pada menit ke 10 sampai menit ke 60
4. Hasil Praktikum
Table 4.1 Perbandingan Setting Expansion Berdasarkan Variasi Rasio W/P Waktu
W/P Rasio
Menit ke-
43gr / 18ml
43gr / 15ml
46gr / 15ml
10
(Encer) 0 mm
(Normal) 0 mm
(Kental) 0 mm
20
0 mm
0 mm
0,05 mm
30
0 mm
0,16 mm
0,24 mm
40
0,12 mm
0,30 mm
0,36 mm
50
0,19 mm
0,38 mm
0,44 mm
60
0,24 mm
0,41 mm
0,48 mm
Rata-rata
0,0916 mm
0,2 mm
0,26 mm
Grafik 4.1 Grafik Hasil Percobaan Setting Expansion Berdasarkan Variasi Rasio W/P Gypsum Bonded
5. Pembahasan Bahan tanam adalah bahan yang dipakai untuk menanam model malam pada proses pembuatan restorasi dari logam, sehingga setelah dilakukan burn out (buang malam) didapatkan mould atau rongga tuang, selanjutnya rongga tersebut dituangi logam cair dan akan menghasilkan tuangan logam dengan bentuk sama seperti model malam. Berdasarkan titik cair logam, bahan tanam tuang terbagi menjadi beberapa jenis yaitu gypsum bonded, phosphate bonded, dan silica bonded. Gypsum bonded adalah bahan tanam yang paling umum digunakan dalam pengecoran dental alloy emas dengan suhu liquidus tidak lebih tinggi dari 1.080°C, yang biasanya digunakan untuk inlay emas, mahkota, dan gigi palsu sementara dan permanen sebagian. Karena kecenderungannya untuk terurai pada suhu tinggi, bahan ini tidak cocok untuk pengecoran alloy emas yang titik leburnya tinggi, alloy paladium (digunakan untuk copings dalam alloy keramik
restorasi), atau alloy logam paling dasar, seperti nikel-kromium dan kobalt-krom. (O’Brian 2002, hal 89) Gypsum bonded diklasifikasikan oleh International Standards Organization (1990) menjadi 3 tipe, yaitu: Tipe 1: Jenis Ekspansi termal, untuk inlays casting dan mahkota Tipe 2: Tipe ekspansi higroskopis, inlays untuk casting dan mahkota Tipe 3: Untuk pengecoran basis gigi tiruan lengkap dan sebagian. Beberapa
bahan,
diklasifikasikan
oleh
produsen
sebagai
produk
"universal," yang diklaim sebagai bahan yang cocok untuk casting semua restorasi alloy emas. (O’Brian 2002, hal 89)
Gambar 5.1 Klasifikasi gipsum bonded (O’Brian 2002, hal 89) Tabel 1. Tipe gipsum bonded (O’Brian 2002, hal 90) Tipe Inlay investment, thermal expansion (ISO
Contoh Cristobalite Inlay (Kerr/ Sybron)
type 1)
Cristoquick (GC)
Inlay investment, thermal expansion, rapid heat (ISO type 1)
Beauty-Cast (Whip Mix)
Inlay investment, hygroscopic expansion (ISO type 2)
R&R Gray (Dentsply/ Ransom and
Denture investment (ISO type 3)
Randolph)
Gypsum bonded terdiri dari beberapa komposisi, yaitu : a. Refractory material : Silica (silicon dioxide) 60%-65% berperan sebagai refactory selama pemanasan, regulasi ekspansi panas, meningkatkan setting ekspansi stone, silica dalam investmentberfungsi mengeliminasi kontraksi dari gypsum dan mengubahnya menjadi ekspansi selama pemanasan. b. Binder : Alpha- calcium sulphate hemyhidrate (dental stone) 30%-35% sebagai pengikat partikel silica, membatasi penuangan campuran ke dalam mould, menanamkan kekuatan dalam mould, berkontribusi pada ekspansi mould. c. Modifier : NaCl, boric acid, K2SO4, graphite, copper powder or magnesium oxide: 5% (Chemical modifiers) sebagai bahan pewarna, sebagai agen reduksi, dan meregulasi setting ekspansi dan setting time. (Craig, 2012) Pada dasarnya setting reaction dari gypsum bonded ini sama dengan setting reaction pada gypsum yang banyak digunakan dalam kedokteran gigi. Reaksi kimianya dapat digambarkan sebagai berikut:
Hasil dari reaksi ini adalah gypsum, dan panas yang terjadi dalam reaksi eksotermis setara dengan panas yang digunakan pada awal proses kalsinasi. Gypsum bonded ini hanaya digunakan dalam proses casting pad retntang suhu dibawah 1200°C karena apabila suhu melebihi 1200°C maka akan terjadi reaksi antara kalsium fosfa dan silica (CaSO + SiO2
CaSiO3 + SO4). Gas
sulfur trioxide yang terbentuk dapat meyebabkan porositas pada proses casting dan dapat menimbulkas korosi pada casting. Oleh karena alasan ini gypsum bonded investment tidak digunakan pada logam yang memiliki titik lebur diatas 1200°C. Bahan tanam tuang gypsum bonded dapat mengalami setting expansion oleh karena pertumbuhan kristal gipsum .Setting expansion normal dari bahan tanam tuang dapat diukur seperti pada dental plaster(gip lunak), yaitu mengukur perubahan dimensi linier yang terjadi pada bahan tanam. Setting expantion juga dapat diatur dengan menambahkan retarder atau accelerator .Pada dasarya setting
expansion normal bahan tanam dapat terjadi secara tidak terbatas. Faktor yang mempengaruhi setting expansion adalah : 1. Komposisi Invesment yang mengandung silica sangat mempengaruhi besar ekspansi. Partikel-partikel yang halus dapat meningkatkan ekspansi hygroskopik. Penambahan α-hemihydrate menghasilkan hygroskopik ekspansi yang lebih besar daripada β-hemihydrate 2. W/P Ratio Rasio W/P yang lebih rendah meningkatkan ekspansi pengaturan. Hal ini berkaitan dengan meningkatnya kepadatan inti. Pada rasio W/P yang lebih tinggi, inti kristalisasi per satuan volume lebih sedikit dibandingkan dengan campuran yang tebal. Karena dapat diasumsikan bahwa ruang antara inti lebih besar pada kasus seperti itu, berarti ada kurangnya pertumbuhan interaksi kristal dihidrat. 3. Pengadukan Proses pengadukan mempunyai efek yang sangat besar terhadap setting time dan setting expansion. Semakin banyak jumlah spatulasi (semakin cepat atau semakin lama waktu pengadukan atau keduanya) akan memperpendek setting time. Ketika bubuk dimasukkan ke dalam air, reaksi kimia dimulai dan beberapa kalsium sulfat dihidrat terbentuk. Selama pengadukan, kalsium sulfat dihidrat yang baru terbentuk pecah menjadi kristal yang lebih kecil dan memulai nukleasi dimana kalsium sulfat dihidrat dapat mengendap. Karena penambahan jumah spatulasi menyebabkan nuclei centers terbentuk, konversi dari kalsium sulfat hemihidrat menjadi dihidrat semakin cepat (Powers, 2006). Selain itu, setting expansion juga akan semakin besar. 4. Suhu ruangan dan suhu air Suhu ruangan dan suhu air mempengaruhi setting expansion. Semakin tinggi suhu air yangdigunakan membuat struktur campuran menjadi semakin halus, sehingga menyebabkan setting expansion menjadi lebih rendah. 5. Lama penyimpanan
Lama penyimpanan berpengaruh terhadap setting expansion karena, kualitas bahan saat masih fresh dari pabrik berbeda dengan saat sudah disimpan dalam waktu yang lama. Oleh karena itu, saat disimpan hendaknya bubuk gipsum ditutup rapat sehingga tidak terkontaminasi dengan udara dan dapat merusak kualitas bubuk gipsum. (Craig, 2012, p.314) Tujuan adanya setting expansion adalah untuk membantu pemuaian mold untuk mengkompensasi penyusutan logam.Apabila bahan tanam tuang setting dengan udara di sekelilingnya, ekspansi ini disebut dengan normal setting expansion. Sedangkan apabila adonan bahan tanam tuang setting kontak dengan cair, ekspansinya akan jauh lebih besar dan disebut dengan hygroscopic setting expansion. (Powers, 2006) Perubahan fisik lain yang menyertai setting adalah ekspansi kecil yang disebabkan oleh dorongan yang keluar dari kristal tumbuh. Tingkat maksimum ekspansi terjadi pada saat suhu meningkat paling cepat. Ekspansi ini, pada kenyataannya, hanya terlihat sejak set berisi bahan dengan volume porositas besar. Jika material ditempatkan dalam air pada tahap set awal, ekspansi jauh lebih banyak terjadi selama setting. Ekspansi ini meningkat disebut ekspansi higroskopis dan kadang-kadang digunakan untuk meningkatkan setting ekspansi bahan tanam gipsum bonded. (Mc Cabe, 2008 hal 36) 6. Kesimpulan Setelah dilaksanakannya praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa perbedaan rasio W/P ternyata mempengaruhi setting expansion bahan tanam tuang gypsum bonded. Rasio bubuk yang lebih besar daripada air membuat setting ekspansi lebih tinggi dikarenakan kristal-kristal pada adonan bahan tanam tuang gypsum bonded banyak, sehingga proses reaksi untuk mengikat air semakin cepat.
7. Daftar pustaka
Craig, Robert G., Powers, John M., Wataha, Joint C., 2012. Dental Materials Properties and Manipulation. 13th ed. Mosby Elsevier, Missour.
Mc Cabe and Walls. 2008. Applied Dental Material. 9 th ed. Blackwell Science publ.
O’Brian W.J. 2002. Dental Material and Their Selection.3rd ed. Michigan. Quintessence Publishing Co Inc.
