Наиболее существенной характеристикой прочности бетона является сопротивление сжатию, предопределяющее ряд других его механических свойств — сопротивление растягивающим, изгибающим и сдвигающим усилиям, сопротивление истиранию, износу и т. п. Прочность бетона при растяжении как у хрупкого материала с конгломератной структурой значительно меньше прочности при сжатии. Предел прочности бетона при сжатии в 8—20 раз больше, чем при растяжении.

Для определения прочности бетона при сжатии испытывают образцы-кубы с длиной ребра 30, 20, 15, 10 и 7,07 см (возможно также испытание образцов-цилиндров разной величины). При этом за эталон при определении кубиковой прочности принимают куб размером 20x20X20 см. Кубиковая прочность представляет собой предел прочности при сжатии эталонного образца-куба 20Х20Х Х20 см или образца иных размеров, приведенная к прочности эталонного куба путем умножения на соответствующий коэффициент.

Прочность бетона характеризуется его маркой, т. е. пределом прочности при сжатии бетонных образцов-кубов ребром 20 см, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава (по стандарту) и испытанных после 28-суточного твердения в нормальных условиях (температура воздуха 20±2°СГи относительная влажность воздуха не ниже 90%)- В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) для тяжелых бетонов имеются следующие марки: 100, 150, 200, 250; 300, 400, 500, 600 {кГ/см2).

Прочность бетона оказывает существенное влияние на его модуль упругости, который значительно возрастает при повышении прочности. Модуль упругости, т. е. коэффициент пропорциональности, связывающий нормальные напряжения при растяжении или сжатии и деформации материала, характеризует сопротивляемость бетона упругим деформациям. Поскольку диаграмма зависимости напряжений и относительных деформаций для бетона непрямолинейна, можно полагать, что для каждого напряженного состояния бетона существует свой модуль упругости. Обычно для бетона определяют начальный модуль упругости, т. е. отношение нормального напряжения при сжатии или растяжении к относительной деформации при величине напряжений в бетоне не более 0,2 от предела прочности. Кроме прочности бетона, на модуль упругости оказывают влияние и разновидности заполнителей. Так, например, при замене пористых заполнителей в бетоне плотными материалами (гранит) модуль упругости бетона повышается в 1,5—2,5 раза.

Во время эксплуатации цементный бетон может подвергаться не только статическим нагрузкам, но и ударным механическим воздействиям (дорожные покрытия, сваи и т. п.). В таких случаях определяют динамическую прочность бетона (ударную вязкость), т. е. способность его сопротивляться ударным воздействиям. Прочность бетона зависит, главным образом, от активности цемента и водоцементного отношения (отношения массы воды к массе цемента в бетонной смеси), а также от качества заполнителей, сроков и условий твердения бетона, его структуры и др.

Еще в конце прошлого столетия (1891 г.) русский ученый проф. И. Г. Малюга показал, что прочность бетона зависит от начального содержания воды в бетонной смеси. При этом им было также установлено, что максимальная прочность бетона данного состава может быть получена лишь при определенном количестве воды, зависящем от интенсивности уплотнения смеси. Последующие углубленные исследования советских ученых позволили развить эти выводы и впервые экспериментально получить математическое выражение для правой ветви в виде формулы проф. Н. М. Беляева (1926 г.), связывающей прочность бетона с активностью цемента и водоцементным отношением (В/Ц).