reakcje wymiany są rodziną reakcji chemicznych, które pojawiają się, gdy powierzchnie mineralne wchodzą w kontakt z protiowymi rozpuszczalnikami. Reakcje wymiany mogą być również rozumiane jako unikalna interakcja na interfejsach mineralnych. Szczególnie istotne interakcje zachodzące na powierzchniach mineralnych to te z wodą i CO2. Dość złożony proces zachodzący, gdy minerały, takie jak fazy wodnianu krzemianu wapnia (C–S–H) wchodzą w kontakt ze środowiskami wodnymi, jest określany jako reakcja wymiany metal–proton (MPER). Proces ten prowadzi do wymywania jonów wapnia z okolic bliskiej powierzchni, co jest pierwszym etapem korozji materiałów związanych z cementem. Wśród różnych reakcji korozyjnych faz C–S–H najważniejszy wydaje się MPER. Obiecującym podejściem do pokonywania pewnych problemów powodowanych przez MPER i karbonatyzację jest pasywacja powierzchni C-S-H. Dziś taką pasywację osiąga się na przykład dzięki funkcjonalizacji powierzchni C-S-H z odpychającymi wodą filmami organicznymi. Niestety te folie organiczne są słabe w stosunku do temperatury, a szczególnie słabe w stosunku do ścierania. Reakcje wymiany na styku minerałów pozwalają na przygotowanie wewnętrznych, hydrofobowych powierzchni faz C-S-H tylko w temperaturze pokojowej poprzez reakcję wymiany metal-metal.