剛性防水材料包括防水混凝土、防水砂漿和水泥基防水涂料等。

防水混凝土是地下工程最基本的防水材料，按所用材料不同分為普通防水混凝土、外加劑防水混凝土和膨脹水泥防水混凝土。由于混凝土本身的不均勻性，內(nèi)部存在有許多微裂縫，如粘著裂縫、水泥石裂縫和骨料裂縫。施工過程中由于水分蒸發(fā)和養(yǎng)護不及時也會產(chǎn)生裂縫，如收縮裂縫、膨脹裂縫、移動裂縫和結(jié)構(gòu)裂縫等，尤其是大體積防水混凝土，控制不好更容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫而引起滲漏。防水混凝土的關(guān)鍵技術(shù)是如何控制施工過程中不產(chǎn)生裂縫或把裂縫控制在允許范圍內(nèi)，而不是片面地強調(diào)提高水泥用量和增加混凝土的抗壓強度。

近年來防水混凝土技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是：以“混凝土結(jié)構(gòu)自防水為主、防排結(jié)合”，重點是“防止混凝土開裂”，手段是“摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、減水劑、膨脹劑等摻合料和外加劑，在配方中使用纖維，增加混凝土的密實性和減少裂縫數(shù)量”。具體的說就是：嚴格控制主體結(jié)構(gòu)的抗壓強度等級，在滿足抗?jié)B性能的前提下，優(yōu)化混凝土配合比設計，減少水泥用量，增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰或其他摻合料的比例，嚴格控制混凝土坍落度，同時注意在降低坍落度的同時加強拆模后的養(yǎng)護。

防水砂漿具有較強的粘結(jié)強度，經(jīng)常被用于地下工程結(jié)構(gòu)表面的防水。防水砂漿的品種很多，早期應用的是普通水泥砂漿，它是利用不同配比的素灰和砂漿分層交錯地抹壓在結(jié)構(gòu)表面形成連續(xù)封閉的防水層，隨著外加劑在水泥砂漿中的應用，普通水泥砂漿已被摻有各種外加劑、防水劑和聚合物乳液的防水砂漿所代替，施工程序不斷簡化，技術(shù)指標不斷提高。近兩年，主要是發(fā)展聚合物（干粉）防水砂漿，如高分子益膠泥，QL-11A型和QL-11B型聚合物防水砂漿、PCM-480a聚合物防水砂漿、摻FS102防水劑的防水砂漿等，它們的共同特點是密實性好，抗水滲透能力強，且具有微膨脹性，抗裂性能也比以前的防水砂漿有所提高。

在剛性防水材料所用外加劑方面，也有較大發(fā)展，如2006年9月北京城建科技促進會評估了一種新型的FS101、FS102系列防水混凝土和防水砂漿用外加劑，這種外加劑主要成份是硫磺和砂子經(jīng)1200℃高溫煅燒提取的液態(tài)溶劑，與水自然溶合，分布均勻，摻量約為膠凝材料用量的0.2%。FS101、FS102防水劑的主要特點是：

? 對防水砂漿和防水混凝土的收縮裂縫有良好的控制能力；

? 對混凝土結(jié)構(gòu)超長板塊可取消或減少后澆帶和加強帶的設置，并可連續(xù)澆筑混凝土；

? 對施工條件無特殊要求，施工簡單，無污染，環(huán)保安全。

這種外加劑的反應機理是：與水泥水化析出物發(fā)生化學反應，生成凝膠體和結(jié)晶體，填充混凝土細小孔隙，堵塞和切斷毛細管通路，抑制水對混凝土的滲透，從而有效控制干縮裂縫的發(fā)生，提高混凝土或砂漿的抗?jié)B性能。