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

(Encer)

43gr / 15ml

(Normal)

46gr / 15ml

(Kental)

10 0 mm 0 mm 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 Contoh

Inlay investment, thermal expansion (ISO

type 1)

Inlay investment, thermal expansion, rapid

heat (ISO type 1)

Inlay investment, hygroscopic expansion

(ISO type 2)

Cristobalite Inlay (Kerr/ Sybron)

Cristoquick (GC)

Beauty-Cast (Whip Mix)

R&R Gray (Dentsply/ Ransom and

Randolph)

Denture investment (ISO type 3)

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. 9th ed. Blackwell

Science publ.

O’Brian W.J. 2002. Dental Material and Their Selection.3rd ed. Michigan.

Quintessence Publishing Co Inc.