Las reacciones de intercambio son una familia de reacciones químicas que aparecen cuando las superficies minerales entran en contacto con disolventes proticos. Las reacciones de intercambio también se pueden entender como una interacción única en las interfaces minerales. Las interacciones particularmente significativas que ocurren en superficies minerales son aquellas con agua y CO2. El proceso bastante complejo que ocurre cuando minerales como las fases de hidrato de silicato de calcio (C–S–H) entran en contacto con ambientes acuosos se conoce como una reacción de intercambio de protones metálicos (MPER). Este proceso conduce a la lixiviación de iones de calcio de la región cercana a la superficie, el primer paso en la corrosión de materiales unidos al cemento. Entre las diversas reacciones de corrosión de las fases C–S–H, el MPER parece ser el más importante. Un enfoque prometedor para salvar ciertos problemas causados por la PERM y la carbonatación es la pasivación de las superficies C–S-H. Hoy en día, esta pasivación se alcanza, por ejemplo, mediante la funcionalización de superficies C–S–H con películas orgánicas repelentes al agua. Desafortunadamente, estas películas orgánicas son débiles contra la temperatura y especialmente débiles contra la abrasión. Las reacciones de intercambio en las interfaces minerales permiten la preparación de superficies hidrofóbicas intrínsecas de fases C–S–H solo a temperatura ambiente a través de una reacción de intercambio metal–metal.