水垢的形成主要与水中矿物质含量的变化有关，尤其是钙、镁离子与碳酸根离子的反应。以下是水垢形成的基本过程：
硬水中的矿物质：
硬水中含有较高的钙离子（Ca²⁺）和镁离子（Mg²⁺）。
碳酸氢根离子：
水中存在碳酸氢根离子（HCO₃⁻），在适宜的温度和压力下，它会增加碳酸根离子（CO₃²⁻）的浓度。
反应生成碳酸盐：
当水中的钙或镁离子遇到足够的碳酸氢根离子，会发生反应，生成对应的碳酸盐沉淀，如碳酸钙（CaCO₃）或碳酸镁（MgCO₃）：
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Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ → CaCO₃ + H₂O + CO₂ （碳酸钙生成）
Mg²⁺ + 2HCO₃⁻ → MgCO₃ + H₂O + CO₂ （碳酸镁生成）
```
附着在热表面：
当水加热，这些碳酸盐会在加热表面固化，形成一层硬壳，即水垢。
其他因素：
水温过高、水质硬度高、水中含有过多的氧化物和碳酸盐等因素都会加速水垢的形成。
水垢的积累会导致加热装置的发热效率下降，甚至可能引起管道内壁的腐蚀和损坏。因此，预防和清理水垢是重要的维护工作，可以通过定期更换水质软化或过滤、及时排水等方法来减少水垢的形成