水垢，又称水碱或水锈，是由于硬水中钙、镁等矿物质的沉淀而形成的。硬水是指含有较高浓度的钙离子（Ca2+）和镁离子（Mg2+）的水。当这种水被加热或蒸发时，这些矿物质就会析出并附着在物体表面，形成难以清除的沉积物，即水垢。

水垢的主要成分包括碳酸钙（CaCO3）和氢氧化镁（Mg(OH)2）。其中，碳酸钙是最常见的成分，它通常是在加热过程中由碳酸氢钙（Ca(HCO3)2）分解产生的。这个过程可以用化学方程式表示为：Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2。当水中的碳酸氢钙受热时，会分解成不溶于水的碳酸钙、水和二氧化碳气体。碳酸钙是一种白色固体，质地较硬，不易溶解，因此会在加热器、管道和其他接触热水的表面上形成坚硬的沉积物。

除了碳酸钙和氢氧化镁外，水垢中还可能含有其他一些矿物质，如硫酸钙（CaSO4）、硅酸盐（SiO2）以及铁、铝等金属化合物。这些物质的存在使得水垢的性质更加复杂，增加了清洁和去除的难度。

水垢不仅影响美观，还会对设备造成损害。例如，在热水器、锅炉等加热系统中积累的水垢会降低热效率，增加能源消耗；在冷却系统中，则可能导致管道堵塞，影响正常运行。因此，定期清理水垢对于维护设备性能至关重要。