Применение неметаллических форм обусловлено двумя основными факторами: снижением металлоемкости парка форм и изготовлением изделий повышенного качества с лицевыми поверхностями сложной конфигурации. Наибольшее распространение получили формы стеклопластиковые и железобетонные с полимерными покрытиями.
Стеклопластиковые формы состоят из жесткой опорной рамы и прикрепленной к ней стеклопластиковой оболочки, образующей рабочую поверхность. Стеклопластиковая оболочка изготавливается из связующих: эпоксидных смол марок ЭД-20, ЭД-16, УП-64О и других или полиэфирных смол марок ПН-1, ПН-3, НПС 609-21 армированных стекловолокнистыми материалами.
Отвердителями эпоксидных смол служат полиэтиленполиамин, диэтилентриамин или низкомолекулярные полиамидные смолы. Для отвердения полиэфирных смол применяются органические перекиси – гидроперекись изопропиленбензола (гипериз) (МРТУ-38-2-5-66), перекись бензоила и перекись метилэтиленкетон, а для ускорения отвердения – нефтенат кобальта (МРТУ 6-05-I075-67).
В состав компаундов из эпоксидных смол, кроме отвердителя, входят пластификаторы (дибутилфталат, диоксилфталат и др.), растворители (ксилол, толуол, метилэтиленкетон, циклогексанон), инертные наполнители и пигменты. Применяются вещества улучшающие смачивание наполнителей (нефтенат цинка или кобальта – 1,2 % от массы смолы) и поверхностно-активные вещества ОП-7 или ОП-10.
В качестве армирующего материала применяются стеклоткани марок Т-12-41, TP-07, TP-0,56, CC-IР, СЭ-01, стеклохолсты ХЖК-600Г-С, ХМК-12О0-90О и стекломаты ВПС-0,7, ВПР-10Х и другие стекловолокнистые материалы.
Формование стеклопластиковых оболочек, в основном, осуществляется контактным методом по модели железобетонного изделия, изготовленной из дерева, гипса, стеклопластика и других материалов. На поверхность модели наносится разделительный слой в виде эмульсии или пленки, назначение которого – предотвратить прилипание изготавливаемой стеклопластиковой оболочки к модели. Разделительный слой рекомендуется изготавливать на основе полиизобутиленовой или парафиновосковой эмульсии, жидкого стекла, водно-спиртового раствора поливинилового спирта и других составов. Полиизобутиленовая эмульсия, в состав которой входят полиизобутилен и бензин «Колоша» с добавками ОП-7 или контакта Петрова и пигментов, применяется 5 % — ной концентрации. Разделительный слой на основе жидкого стекла имеет состав: жидкое стекло – 88,5%, контакт Петрова – 1,5% и вода – 10%.
Парафино-восковая эмульсия состоит (по массе) из парафина (7,8 %), воска (2,8 %), бензина (88,4 %) и ОП-7 (1,0 %). Разделительный слой на основе поливинилового спирта имеет составы (по массе): состав I (ПВСГ): поливиниловый спирт (ГОСТ 10779—78) – 11 %, вода ‑56%, глицерин – 5%, этиловый спирт (ГОСТ 5962 – 67) – 28 %; состав 2: поливиниловый спирт ‑6%, сульфонол—1,5%, мочевино-формальдегидная смолаМ-70 (МРТУ-13-06-9-67) – 3 %, диэтиленгликоль (ГОСТ 10136—77) – 1,5 %, полиэтиленполиамин (СТУ 49 – 2529-62) – 0,1 %, изооктиловый спирт (СТУ 12 – 10I56-6I) – 0,1%, изопропиловый спирт—(ГОСТ 9805—76 *) – 0,9 % и дистиллированная вода (ГОСТ 6709—72) – 86,9 %.
Разделительный слой наносится по очищенной от пыли, протертой влажной ветошью просушенной и покрытой мастикой для пола или восковой пастой (20—30 % натурального воска и 80—70 % бензина) поверхности матрицы методом налива (состав 2 на поливиниловом спирте) или кистью. Для получения более качественной рабочей поверхности формы разделительный слой на основе жидкого стекла рекомендуется наносить в 2—3 приема, а по разделительному слою на основе поливинилового спирта – слой 1,5 % раствора полиизобутилена в бензине.
После полного высыхания разделительного слоя на поверхность модели наносится первый слой (защитный) будущей формы следующих составов (в долевых частях): на основе эпоксидных смол: эпоксидная смола ЭД-20 – 100, полиэтилполиамин ‑10, цемент—17, маршалит ‑50, графит – 3, аэросил – 0,8—I; на основе полиэфирных смол: смола ПН-3—100, нафтенат кобальта – 8, гипериз – 3, окись хрома— 3, смола ЭД-5 или ЭД-6—1,8, лак КО-О85 или К0-075 – 1,8, аэросил—1,8, графит или маршалит – 30.
Защитный слой выдерживается в течение 6 ч при комнатной температуре, что обеспечивает его предварительную полимеризацию и предотвращает нарушение рабочей глянцевой поверхности форм или проявления текстуры стеклоткани на ней при выкладке последующего слоя формы.
Второй и последующие слои полимерного покрытия образуются стеклотканью, пропитанной связующим из расчета создания стеклопластиковой оболочки толщиной 5—7 мм.
В качестве связующего для устройства последующих слоев оболочки после нанесения защитного слоя может применяться пропиточный компаунд, несколько отличного состава от защитного (по массе): эпоксидная смола—100, полиэтиленполиамин— 8, маршалит— 15.
Армирующий материал накладывается внахлестку. Рекомендуется каждый слой стеклоткани укладывать повернутым на 45° относительно предыдущего слоя. Пропитанный армирующий материал необходимо уплотнять валиком или торцевой кистью, обращая особое внимание на удаление пузырьков воздуха. После изготовления стеклопластиковой оболочки к ней приформовывается несущая рама, а для придания стеклопластиковой оболочке необходимой жесткости обратная сторона формы заливается полимербетоном или обычным бетоном М-400 слоем толщиной не менее 60 мм.
Для лучшего сцепления полимербетона с оболочкой его рекомендуется готовить на том же связующем, что и оболочку. После отвердения полимербетона (24 ч при температуре 20—22O C) форма снимается с модели, отмывается разделительный слой и монтируются борта. Форма запускается в производство после ее выдержки в течение 20—30 суток для завершения полимеризации связующего. Для ускорения полимеризации целесообразно поместить форму в среду с температурой до 60—70 ° и влажностью до 65%, что позволит сократить срок полимеризации в 3—4 раза.
Институтом Укрниигим совместно с Украинским филиалом института ВНИИСПиВ и НИИЖБ Госстроя СССР разработана технология изготовления стеклопластиковых форм с впрессованным электронагревательным элементом, изготавливаемым из стальной сетки. Армируются прессованные стеклотермоформы теми же материалами, что и обычные стеклопластиковые формы. Набор пакета из пропитанной связующим стеклоткани производится аналогично набору его для обычных стеклопластиковых форм с тем отличием, что вместо одного из средних слоев укладывается металлическая сетка. Стеклопластиковые формы предназначаются для работы в условиях естественного вызревания бетона или при ускоренном его твердении при сухом прогреве при температуре не выше 60O C.