聚合物水泥防水涂料的成膜机理为：当聚合物乳液加入到水泥中时，在搅拌过程中，聚合物颗粒均匀地分散到水泥浆体中。当水泥遇到水时，水化反应开始，Ca(OH)2溶液很快达到过饱和并析出晶体，同时生成钙矾石晶体及水化硅酸钙凝胶体，乳液中的聚合物颗粒便沉积到凝胶体和未水化的水泥颗粒上。随着水化反应进行，水分不断消耗，水化产物增多，聚合物颗粒逐渐聚集在毛细孔中，并在凝胶体表面、未水化水泥颗粒上形成紧密堆积层。这聚集的聚合物颗粒逐渐填充毛细孔并且覆盖着它们不能完全填充的毛细孔的内表面。由于水化或干燥水分进一步减少，在凝胶体上和在孔隙中紧密堆积的聚合物颗粒便凝聚形成连续的薄膜，形成与水化水泥浆体互穿基质的混合体，并且使水化产物之间及骨料相互胶接。由于带有聚合物的水化产物在界面形成了覆盖层，可能影响了钙矾石和粗大氢氧化钙晶体的生长，也由于聚合物在界面过渡区孔隙中凝聚成膜，从而使聚合物防水涂料的界面过渡区更为致密，使聚合物水泥防水涂料的性能得以改善。一些聚合物分子中的活性基团可能与水泥水化产物中的Ca2+,A13+产生交联反应，形成特殊的桥键作用，改善水泥砂浆硬化体的物理组织结构，缓解内应力，减少了微裂纹的产生，增强了聚合物防水涂料的致密性。