Wenn häufig gesagt wird, dass Kalk das Haar schädigt, sollten die zugrunde liegenden Mechanismen genauer erläutert werden. Beim Waschen können die im harten Wasser enthaltenen Calcium- und Magnesiumionen mit den Tensiden der Shampoos interagieren und sich allmählich auf der Oberfläche der Haarfaser ablagern. Diese mineralischen Rückstände verändern dann die elektrische Ladung des Haares, schädigen seine Oberfläche und können die Kohäsion der Schuppenstruktur der Kutikula stören. Langfristig kann diese Anreicherung die Rauheit erhöhen und den Glanz verringern, weshalb oft angenommen wird, dass kalkhaltiges Wasser trockenes Haar macht.
Um die konkreten Auswirkungen von hartem Wasser auf die Haarfasern besser zu verstehen, verglich eine experimentelle Studie Haarsträhnen, die über 30 Tage hinweg entweder mit hartem Wasser oder mit destilliertem Wasser gewaschen wurden. Fünfzehn Freiwillige stellten Haare zur Verfügung, die in zwei Gruppen aufgeteilt wurden: Die eine wurde einem Wasser mit einem CaCO₃-Gehalt von 212,5 ppm ausgesetzt, die andere einem schwach mineralisierten Wasser (10 ppm).
Die Analysen mittels Rasterelektronenmikroskopie zeigten, dass mit hartem Wasser gewaschenes Haar eine unregelmäßigere, rau wirkende Oberfläche aufweist und deutlich höhere Mineralablagerungen zeigt.
Der durchschnittliche Kalziumgehalt lag bei den Haarproben, die hartem Wasser ausgesetzt waren, bei 0,804 % gegenüber 0,26 % bei destilliertem Wasser, während die Magnesiumkonzentration 0,34 % gegenüber 0,078 % betrug. Auffällig war, dass die durchschnittliche Faserdicke der mit hartem Wasser behandelten Haare geringer war als die der mit destilliertem Wasser gewaschenen, was auf eine mögliche strukturelle Veränderung.