Les réactions d’échange sont une famille de réactions chimiques qui apparaissent lorsque des surfaces minérales entrent en contact avec des solvants protiques. Les réactions d’échange peuvent également être comprises comme une interaction unique aux interfaces minérales. Les interactions particulièrement importantes qui se produisent à la surface des minéraux sont celles avec l’eau et le CO2. Le processus assez complexe qui se produit lorsque des minéraux tels que les phases d’hydrate de silicate de calcium (C–S–H) entrent en contact avec des environnements aqueux est appelé réaction d’échange métal–proton (MPER). Ce processus conduit à la lixiviation des ions calcium de la région proche de la surface, première étape de la corrosion des matériaux liés au ciment. Parmi les différentes réactions de corrosion des phases C–S–H, le MPER semble être le plus important. Une approche prometteuse pour combler certains problèmes causés par le MPER et la carbonatation est la passivation des surfaces C-S-H. Aujourd’hui, une telle passivation est atteinte, par exemple, par la fonctionnalisation de surfaces C–S–H avec des films organiques hydrofuges. Malheureusement, ces films organiques sont faibles contre la température et surtout faibles contre l’abrasion. Les réactions d’échange aux interfaces minérales permettent la préparation de surfaces hydrophobes intrinsèques de phases C–S–H juste à température ambiante via une réaction d’échange métal–métal.