这篇文档属于类型a，即报告了一项单一原创研究的学术论文。以下是对该研究的详细介绍：
该研究的主要作者包括Md Jaynul Abden、Vivian W.Y. Tam、Jannatul Dil Afroze和Khoa N. Le。他们分别来自澳大利亚的西悉尼大学（Western Sydney University）工程、设计与建筑环境学院，以及悉尼大学（The University of Sydney）航空航天、机械与机电工程学院。该研究于2025年发表在《Energy》期刊上。
该研究的主要科学领域是建筑节能与可持续建筑材料。研究背景是全球建筑能耗占最终能源消耗的40%，其中一半用于供暖和制冷，这对能源资源和环境造成了巨大压力。建筑围护结构的热交换是建筑热负荷的主要来源之一，因此开发节能建筑围护结构和环保冷却策略至关重要。近年来，相变材料（Phase Change Materials, PCMs）在建筑热管理中的应用被认为是一种有前景的解决方案。然而，直接将PCMs加入混凝土中会导致泄漏和与水泥基体的不良相互作用，限制了其应用。为了解决这些问题，本研究提出了一种新型的PCM增强再生混凝土骨料（RCA-PCM）复合材料，旨在实现全年节能和增强热调节性能。
研究流程包括以下几个主要步骤：
材料准备
研究使用的PCM（RT 26）购自Sigma-Aldrich，再生混凝土骨料（RCA）购自Lower Mountains Landscape Supplies，其他材料包括普通硅酸盐水泥、砂和BASF的Masterplastisizer 8810。工业级二氧化碳（CO₂）气体纯度为99.9%。
PCM复合材料的制备与表征
研究开发了一种新型的PCM复合材料（RCA-PCM），通过将多孔的RCA浸入液态PCM中，然后注入CO₂气体，利用毛细作用使PCM渗透到RCA的内部孔隙中。为了确保PCM的稳定保留，研究采用了CO₂固化工艺，优化条件为200 kPa压力下2小时。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）等技术对RCA和RCA-PCM复合材料进行了表征。
机械性能测试
对RCA和RCA-PCM复合混凝土进行了压缩和弯曲强度测试。压缩强度测试使用100×100×100 mm的混凝土立方体，弯曲强度测试使用350×50×50 mm的梁样品。测试结果表明，RCA-PCM复合混凝土的压缩强度为48.7 MPa，比标准RCA混凝土高出47.1%。
热性能测试
研究使用热盘热常数分析仪（TPS 2500S）评估了混凝土样品的热特性，特别是体积比热容（MJ/m³·K）。实验结果表明，RCA-PCM复合混凝土的潜热存储能力为9.2 J/g，显著高于天然混凝土。
模拟与能耗分析
研究使用EnergyPlus软件模拟了RCA-PCM复合混凝土在澳大利亚不同气候条件下的能耗表现。模拟结果表明，将RCA-PCM复合混凝土应用于建筑墙体和屋顶，可以将能耗降低37.1%，相当于每年减少21.2亿吨CO₂排放，占全球排放量的5.7%。
PCM复合材料的成功制备
通过CO₂固化工艺，PCM成功渗透到RCA的内部孔隙中，形成了稳定的复合材料。SEM和EDS分析证实了PCM的均匀分布和碳酸钙（CaCO₃）颗粒的形成，这进一步增强了材料的机械性能和热性能。
机械性能的提升
RCA-PCM复合混凝土的压缩强度为48.7 MPa，比标准RCA混凝土高出47.1%。弯曲强度测试也显示，RCA-PCM复合混凝土的弯曲强度比RCA混凝土高出29.9%。
热性能的显著改善
RCA-PCM复合混凝土的潜热存储能力为9.2 J/g，显著高于天然混凝土。实验结果表明，RCA-PCM复合混凝土在夏季条件下可以将室内峰值温度降低7.2°C，比天然混凝土低5°C。
能耗模拟结果
EnergyPlus模拟结果表明，将RCA-PCM复合混凝土应用于建筑墙体和屋顶，可以将能耗降低37.1%，相当于每年减少21.2亿吨CO₂排放，占全球排放量的5.7%。
该研究开发了一种新型的PCM增强再生混凝土骨料复合材料，显著提高了混凝土的机械性能和热性能。通过实验和模拟，研究证明了该材料在建筑节能和热调节方面的巨大潜力。RCA-PCM复合混凝土不仅能够显著降低建筑能耗，还能减少全球CO₂排放，为实现碳中和目标提供了可行的解决方案。
创新性材料设计
研究首次将PCM与再生混凝土骨料结合，通过CO₂固化工艺实现了PCM的稳定保留，解决了PCM在混凝土中泄漏的问题。
显著的节能效果
RCA-PCM复合混凝土在实验和模拟中均表现出显著的节能效果，能够将建筑能耗降低37.1%，并减少大量CO₂排放。
广泛的应用前景
该材料使用丰富的再生混凝土废料和简单技术制造，具有可扩展性和实用性，适用于全球范围内的建筑节能改造。
研究还探讨了RCA-PCM复合混凝土在不同气候条件下的性能表现，通过模拟分析得出了其在澳大利亚各城市的节能潜力。此外，研究还提出了未来研究的方向，包括评估材料在热循环下的长期耐久性和在实际建筑中的应用效果。
通过以上详细介绍，可以看出该研究在建筑节能和可持续建筑材料领域具有重要的科学价值和应用前景。