Austauschreaktionen sind eine Familie chemischer Reaktionen, die auftreten, wenn mineralische Oberflächen mit protischen Lösungsmitteln in Kontakt kommen. Austauschreaktionen können auch als einzigartige Wechselwirkung an mineralischen Grenzflächen verstanden werden. Besonders signifikante Wechselwirkungen treten an mineralischen Oberflächen mit Wasser und CO2 auf. Der ziemlich komplexe Prozess, der auftritt, wenn Mineralien wie Calciumsilikathydrat (C–S–H) –Phasen mit wässriger Umgebung in Kontakt kommen, wird als Metall-Protonen-Austauschreaktion (MPER) bezeichnet. Dieser Prozess führt zum Auslaugen von Calciumionen aus dem oberflächennahen Bereich, dem ersten Schritt bei der Korrosion zementgebundener Materialien. Unter den verschiedenen Korrosionsreaktionen von C–S-H-Phasen scheint die MPER die wichtigste zu sein. Ein vielversprechender Ansatz zur Überbrückung bestimmter Probleme durch MPER und Karbonisierung ist die Passivierung von C–S-H-Oberflächen. Eine solche Passivierung wird heute beispielsweise durch die Funktionalisierung von C–S–H-Oberflächen mit wasserabweisenden organischen Filmen erreicht. Leider sind diese organischen Filme temperaturschwach und besonders abriebschwach. Austauschreaktionen an mineralischen Grenzflächen erlauben die Herstellung intrinsischer, hydrophober Oberflächen von C–S–H–Phasen bereits bei Raumtemperatur über eine Metall-Metall-Austauschreaktion.