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、移動裂縫和結構裂縫等，尤其是大體積防水混凝土，控制不好更容易產(chǎn)生結構裂縫而引起滲漏。防水混凝土的關鍵技術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，而不是片面地強調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發(fā)展的關鍵是：以“混凝土結構自防水為主、防排結合”，重點是“防止混凝土開裂”，手段是“摻加優(yōu)質粉煤灰、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：嚴格控制主體結構的抗壓強度等級，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強度，經(jīng)常被用于地下工程結構表面的防水。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構表面形成連續(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；

? 對混凝土結構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。