Le reazioni di scambio sono una famiglia di reazioni chimiche che compaiono quando le superfici minerali entrano in contatto con solventi protici. Le reazioni di scambio possono anche essere intese come un’interazione unica alle interfacce minerali. Interazioni particolarmente significative che si verificano sulle superfici minerali sono quelle con acqua e CO2. Il processo piuttosto complesso che accade quando i minerali quali le fasi dell’idrato del silicato di calcio (C–S–H) entrano in contatto con gli ambienti acquosi si riferisce a come reazione di scambio del metallo–protone (MPER). Questo processo porta alla lisciviazione di ioni calcio dalla regione vicino alla superficie, il primo passo nella corrosione dei materiali legati al cemento. Tra le varie reazioni di corrosione delle fasi C–S–H, la MPER sembra essere la più importante. Un approccio promettente per colmare alcuni problemi causati da MPER e carbonatazione è la passivazione delle superfici C–S-H. Oggi, tale passivazione è raggiunta, ad esempio, dalla funzionalizzazione delle superfici C–S–H con film organici idrorepellenti. Sfortunatamente, questi film organici sono deboli contro la temperatura e particolarmente deboli contro l’abrasione. Le reazioni di scambio alle interfacce minerali consentono la preparazione di superfici intrinseche e idrofobiche delle fasi C–S-H solo a temperatura ambiente tramite una reazione di scambio metallo–metallo.