udvekslingsreaktioner er en familie af kemiske reaktioner, der vises, når mineraloverflader kommer i kontakt med protiske opløsningsmidler. Udvekslingsreaktioner kan også forstås som en unik interaktion ved mineralgrænseflader. Særligt signifikante interaktioner, der forekommer på mineraloverflader, er dem med vand og CO2. Den temmelig komplekse proces, der opstår, når mineraler såsom calciumsilicathydrat (C–S–H) faser kommer i kontakt med vandige miljøer kaldes en metal–protonbyttereaktion (MPER). Denne proces fører til udvaskning af calciumioner fra området nær overfladen, det første trin i korrosion af cementbundne materialer. Blandt de forskellige korrosionsreaktioner i C–S–H-faser ser MPER ud til at være den vigtigste. En lovende tilgang til at bygge bro over visse problemer forårsaget af MPER og karbonering er passivering af C–S–H overflader. I dag opnås en sådan passivering, for eksempel ved funktionalisering af C–S–H overflader med vandafstødende organiske film. Desværre er disse organiske film svage mod temperatur og især svage mod slid. Udvekslingsreaktioner ved mineralgrænseflader tillader fremstilling af iboende, hydrofobe overflader af C–S–H–faser lige ved stuetemperatur via en metal-metaludvekslingsreaktion.