在我国建筑工程领域，较早出现了“刚性防水”一词，上个世纪80年代出版的大学教材《房屋建筑学》中有一章节为“刚性防水屋面”，提到：“刚性防水屋面是指用细石混凝土做防水层的屋面，因混凝土属于脆性材料，抗拉强度较低，故而称为刚性防水屋面。”

由于刚性防水屋面的防水性能较差，随着防水技术的发展和有机防水材料的运用，刚性防水屋面在2012版《屋面工程技术规范》（GB 50345）中规定不再作为一道防水层。

近年来，随着外加剂技术的发展，以及最近国家正在编制的《建筑与市政工程防水通用规范》中提出了地下工程防水工作年限与结构同寿命、达到50年或100年的要求，发展刚性防水的呼声不断增加。近期，由中国建材研究院主编的行业标准《地下工程混凝土结构自防水技术规范》和中国建筑科学研究院主编的中国标准化协会标准《刚性防水防护工程技术规程》正启动编制，将对我国发展和规范刚性防水相关技术起到积极的推进作用。

由于刚性防水在近几年开始被重视，相关技术正在研究发展中，对刚性防水及相关术语尚未明确界定和统一，以致在标准编制过程中出现了同一术语在不同标准中表达为不同涵义的情况，因此，有必要对刚性防水的相关问题进行全面分析探讨。

刚性防水的若干概念

刚性与刚性防水

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“刚性”一词来自力学名词，是指两个“刚体”相互碰撞不会发生变形的性质。事实上任何物体受到外力都会有一定程度上改变形状，也就是说，所有物体都不是真正的刚体。因此，在工程中“刚性”被用来表示物体抵抗变形的性能，刚性材料就是在外力作用下具有变形很小的材料性能，弹性模量就是用来衡量材料刚性的，是应力和应变的比值。

“刚性”在不同的领域中有着不同的概念，与“刚性”相对应有柔性、挠性、韧性、弹性等。

“刚性”经常伴随“脆性”出现，二者在很多情况下通用，但“刚性”更是指向材料像“刚体”一样在受力后不发生变形的特征，而“脆性”更倾向于表达在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏的特性，砂浆和混凝土是刚性材料也是脆性材料。

在防水工程中，“刚性防水”主要是指：1）刚性防水材料；2）刚性防水体系。

刚性防水材料

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刚性防水材料是指，当外力作用的强度超过材料的极限时，出现脆性断裂的防水材料。一般指各种防水砂浆、防水混凝土。缓凝型“水不漏”以及“确保时”等薄质水泥基防水材料应归于防水砂浆类。水泥基快速堵漏材料、一些介于刚性与柔性之间的韧性防水材料，通常不称为刚性防水材料。玻璃采光顶、透明塑料片防水棚等材料用作防水时，也不称为刚性防水材料。

微膨胀剂、减水剂、渗透结晶防水材料等外加剂不能独立成为防水材料，而掺入这些外加剂后的防水混凝土或防水砂浆属于刚性防水材料。

刚性防水体系

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刚性防水体系是由刚性防水材料承担主要防水功能的一种防水体系，是相对于柔性防水层的一种防水体系。刚性防水体系主要包括“刚性防水层”和“结构自防水”两种形式，见表1。

表1 刚性防水体系

刚性防水层主要包括：整体刚性防水层、刚性防水层+接缝密封的组合防水层、采用刚性材料搭接的卷材防水层。

结构自防水主要包括：现浇混凝土结构自防水、预制混凝土构件+接缝密封结构自防水。

刚性防水层

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刚性防水层是指，用刚性防水材料形成的，当基层出现开裂、变形时，以及温差或其他外力作用产生的应力超过其极限值时，发生开裂或破坏的防水层。

刚性防水层有以下三种典型形式：

 1）整体刚性防水层

完全用刚性防水材料形成的防水层，如卫生间墙面、建筑外墙整体采用的聚合物水泥防水砂浆防水层。

2）刚性防水材料+柔性接缝组合

用刚性防水材料+柔性接缝组成的防水层，主要指早些年屋面工程上使用的钢筋细石混凝土+密封胶接缝处理的防水层。

这种形式需要区分的是，预制混凝土板+接缝密封处理的大板屋面、装配式外墙板、盾构隧道等不属于刚性防水层之列。因为刚性防水层的主要特征是受外力影响后防水层开裂而发生渗漏，而上述混凝土预制板一般情况下不会发生这种现象，其构件设计时已配置了足够的强度，除非在非正常外力作用下破坏而产生破裂。

3）采用刚性粘结料铺贴及接缝的柔性卷材防水层

采用水泥粘结料粘结和搭接缝密封的湿铺防水沥青卷材防水层和聚乙烯丙纶复合防水层，这种看似柔性的防水层，实际为刚性防水。当基层变形、温度变形或其他外力作用时，水泥胶结料粘贴和搭接缝很容易开裂进水，造成防水层破坏。这种防水层形式可以称之为“柔性材料刚性防水”。

但湿铺改性沥青卷材采用自粘搭接时仍为柔性防水层，聚乙烯丙纶卷材采用非固化或其他柔性材料作为粘结剂和搭接边处理时，属于柔性防水层。

混凝土结构自防水技术

现浇混凝土结构自防水

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现浇混凝土结构自防水是以混凝土结构为防水主体，结合节点柔性密封防水的一种防水形式。按结构自防水设计的现浇混凝土地下室、现浇混凝土屋面等，均可利用结构混凝土兼作防水层，成为不依赖于外设防水层的防水系统。现浇混凝土结构自防水分为整体结构自防水和区段结构自防水。

整体结构自防水：地下建筑工程的现浇混凝土地下室、现浇屋面工程、现浇混凝土的蓄水类构筑物等，也可按结构自防水体系进行防水设计，成为无外设防水层的整体结构自防水。

区段结构自防水：在沉管或预制管廊工程中，不同断面的沉管或管廊采用现浇混凝土结构衔接时，或在多通道转角部位采用现浇混凝土结构时，该区段的现浇混凝土结构应按结构自防水要求进行防水设计与施工。建筑地下工程中，当某一部分（侧墙、底板等）无法进行外设防水层施工时，该部位或区段可按结构自防水进行防水设计与施工。

 现浇混凝土结构自防水的5大要素：

1）混凝土抗渗性能达到设计要求；

2）混凝土具有良好的抗开裂功能和微裂缝自愈功能；

3）通过设置沉降缝、后浇带等手段，控制结构单元的长度或面积，增加结构抗变形刚度，减少因沉降差、温差等因素造成的结构裂缝；

4）对变形缝、穿墙管等节点构造进行柔性密封防水，达到工程的整体防水目标；

5）工程竣工前，对局部出现的少量混凝土渗漏水等缺陷，采用化学灌浆等技术进行修复，是完善混凝土结构防水性能的措施之一，不应视为质量问题。 

 结构自防水体系应成为地下防水设防的重要方法之一，地下工程必须采用一至二道防水材料进行防水设防，是长期以来一直固化在我们思想中的防水理念。研究和发展地下工程结构自防水体系，从完全依赖于材料防水的理念中解脱出来，将是地下防水工程的一大进步。

预制混凝土构件+接缝密封结构自防水

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盾构隧道、装配式混凝土结构外墙、装配式管廊、预制混凝土大板屋面等结构，管片等混凝土预制构件既是结构构件，又是结构的主要防水系统。这类结构的特点是预制混凝土构件具有很高的强度和刚度，并有很好的抗开裂和抗渗性能。由预制混凝土构件组成的结构具有优异的自防水功能。

预制混凝土构件的结构自防中柔性接缝密封防水是防水系统的重要组成部分，根据工程需要，在接缝部位可以采取多道设防措施，部分工程还设有排水系统，以确保在少量渗漏水状态下，工程可以正常运行使用。柔性接缝密封的形式和材料使用与构件的接缝形式、工程环境的水作用状态和强度、构件的安装方法、可更换性等因素有关。在盾构隧道等地下工程中，由于柔性材料的不可更换性，要求材料的耐久年限不低于100年。混凝土预制大板和装配式结构外墙工程中，受温差变形、紫外线老化、雨雪侵蚀等影响，柔性密封防水材料需要更好的弹性应变性能和耐气候老化性能。