Utvekslingsreaksjoner er en familie av kjemiske reaksjoner som oppstår når mineraloverflater kommer i kontakt med protiske løsningsmidler. Utvekslingsreaksjoner kan også forstås som en unik interaksjon ved mineralgrensesnitt. Spesielt signifikante interaksjoner som forekommer på mineraloverflater er de med vann og CO2. Den ganske komplekse prosessen som oppstår når mineraler som kalsiumsilikathydrat (Csh)–faser kommer i kontakt med vandige miljøer, refereres til som en metall–protonutvekslingsreaksjon (MPER). Denne prosessen fører til utvasking av kalsiumioner fra nær overflateområdet, det første trinnet i korrosjon av sementbundne materialer. Blant de ulike korrosjonsreaksjonene I C–S-H-faser synes MPER å være den viktigste. En lovende tilnærming til å bygge bro over visse problemer forårsaket AV MPER og karbonering er passivering Av C–S-H overflater. I dag oppnås en slik passivasjon, for eksempel ved funksjonalisering Av Csh-overflater med vannavvisende organiske filmer. Dessverre er disse organiske filmene svake mot temperatur og spesielt svake mot slitasje. Utvekslingsreaksjoner ved mineralgrensesnitt tillater fremstilling av indre, hydrofobe overflater av Csh–faser bare ved romtemperatur via en metall–metallutvekslingsreaksjon.