日本国土開発株式会社 研究開発活動 (2014年5月期)

当社グループの研究開発は、現場施工に密着した技術あるいは工事受注に有効な差別化技術の開発に積極的に取り組んでいることが特徴です。
当連結会計年度の研究開発費は252百万円(消費税等含まず)であり、内訳は土木事業が205百万円、建築事業が47百万円です。主な研究開発成果は以下のとおりです。

(土木事業)

(1) 不良土改良技術

東日本大震災後、資源循環型社会形成が強く望まれる社会的ニーズより、地盤改良分野においては、従来の施工技術では改良が困難な建設副産物を再資源材として利用する機運が高まっており、これまでは適正に処分されていた建設副産物をも資源として活用する地盤改良技術が期待されております。
当社は、東日本大震災以前から資源循環型社会形成を背景として、保有技術の回転式破砕混合工法を適用した独自技術の開発に取り組んでおります。本工法は、円筒内で高速回転する複数本のフレキシブルなチェーンの打撃力で地盤材料の破砕と均質な混合とを同時に行うことを特徴としたものであり、これまでに様々な評価を頂いております。2004年には、公益社団法人日本材料学会から「ツイスター工法(回転式破砕混合工法)を用いた遮水土の製造技術」として技術認証を受けております。また、2007年5月には同学会より「2006年度技術賞」を、NPOリサイクルソリューションから「利用促進賞」を、リデュース・リユース・リサイクル推進協議会(3R推進協議会)からは「国土交通大臣賞」及び「会長賞」を受賞するなど、技術的優位性の評価を多方面から受けております。
本工法の施工実績は既に330万㎥を超えており、適用実績も各種建設発生土の有効利用、遮水混合土の製造、汚染土壌の浄化、各種副産物の再資源化と多岐にわたっております。
建設発生土の有効利用については、甚大な被害をもたらした東日本大震災で発生した災害廃棄物の復興資材への再生利用について技術検討を行い、災害廃棄物由来の混合土砂や、津波堆積物を瓦礫と土砂に分別・処理する復興施工技術の開発を行いました。この技術は、2011年12月に開催された公益社団法人地盤工学会主催の震災関連シンポジウムで優れた地盤改良技術として評価を得ました。また2012年には、宮城県七ヶ浜町において圃場に堆積した災害廃棄物由来の土砂の分別・処理工事を受注したのに続き、2013年は、宮城県、岩手県で粗選別後の災害廃棄物由来の土砂の分別処理や改質処理の工事を受注し、高度な復興施工技術として高い評価を得ております。
また、安定的な供給が困難であった高含水比土砂に対応する地盤改良システムを開発し、北海道にて遊水地掘削高含水比土砂の改良工事を受注し、高い改良効果を発揮しております。
今後もソフト・ハード両面からの技術開発を行い、地盤改良技術、汚染土壌の浄化技術、各種副産物の再資源化への適用拡大を図って行きます。

(2) 最終処分場関連技術

一般廃棄物や産業廃棄物の最終処分場、放射性廃棄物処理の最終処分施設に活用可能な技術として、降雨浸透抑制型覆土(キャピラリーバリア)とベントナイトを用いた遮水ライナーの研究開発を継続しております。
キャピラリーバリアの技術は、元々は放射性廃棄物の処分時の覆土を対象にして開発されたため、数百年を超える長期耐久性と放射性核種の移行抑制性能が求められました。長期耐久性を実現するために、砂、砂利、粘性土という天然材料のみを使用して覆土を設計し、放射性核種の移行を抑制するために、降雨浸透、地下水の吸上げを同時に抑制する技術として開発されました。キャピラリーバリアは、これまでに6箇所の一般廃棄物最終処分場の閉鎖工事に適用されております。また、2000年に実規模実証試験施設として運用を開始した宮城県蔵王町の実規模土槽では現在も現位置試験を継続しており、長期の貴重なデータを取得し、耐久性を確認しております。
一般廃棄物最終処分場では、ベントナイトを用いた遮水ライナーの実績が増加してきました。当社も、ツイスターを用いて遮水土を製造することで、コスト低減、品質安定性を同時に実現できるようになっております。現地発生土やベントナイト原鉱石の利用でコスト削減を図り、ツイスター連続品質管理システムを用いて品質の安定性を実現しております。現在は、放射性廃棄物の最終処分場を対象として、更に透水係数の低い遮水土の製造を目指すとともに長期の耐久性を有するCa型ベントナイトを用いた遮水土の製造方法等の開発に取り組んでおります。

(3) 石炭灰有効利用技術

東日本大震災により被災したインフラの復旧や沈下地盤の復旧、防潮堤や防災緑地などの津波多重防御設備の構築などに大量の土砂が必要となり、福島県・宮城県内では大量の土砂が不足すると見込まれております。その代替品として、石炭灰の有効活用が期待されております。
当社では、沖縄電力㈱と共同開発した「頑丈土破砕材」の技術をベースとして、配合範囲の拡大や灰埋立場に堆積している既成灰の利用によって、大量かつ安定的に土砂代替材料を提供すべく、配合確認・適用性確認の試験を行っております。
今期は、東北電力株式会社原町火力発電所や相馬共同火力発電株式会社新地発電所から排出された石炭灰の配合試験を実施したほか、沖縄電力株式会社金武発電所や常磐共同火力株式会社勿来発電所の既成灰を使った配合試験と製造方法の開発を行っております。これらの成果として、2014年には、東北電力株式会社から石炭灰混合材料(汽砂→輝砂;きずな)の製造(約5万㎥)業務を受託しました。また、常磐共同火力株式会社が運用を始めましたIGCC(石炭ガス化複合発電)の石炭灰溶融スラグについても有効利用を図るべく研究を開始しました。IGCCは今後建設される石炭火力発電の主流となると考えられております。更に石炭灰は炭種や燃焼するボイラーによってその性状が大きく変化するため、石炭灰微量物質の溶出特性や不溶化機構について、秋田大学と共同研究を開始しました。

(4) リニューアル技術

当社技術であるNLDH(高性能陰イオン交換物質:陰イオン吸着剤)と日本アドックス株式会社のエポキシ樹脂コンクリート補修製品を混和した防錆性能を有する新製品の開発を行っております。その性能については、これまでの基礎試験結果から確認されておりますが、更なる検証試験を実施するにあたり、コンクリート材料やエポキシ樹脂に関する研究実績を持っております東海大学工学部土木工学科伊達重之教授との共同研究を開始しました。

(5) NLDH

NLDHは早稲田大学との産学連携で研究開発を進める高性能陰イオン交換物質(無機材料)であり、高度排水処理システム、樹脂添加剤、井戸水浄化等の環境技術に幅広く応用可能な独自技術であります。更に、医薬、触媒、各種添加剤等への応用も期待されています。また、公的機関の評価として、これまでに経済産業省の「地域新生コンソーシアム事業」や独立行政法人科学技術振興機構(JST)の「独創的シーズ展開事業委託開発」として、基本性能の把握、製造加工技術、再生技術等の研究開発を行ってきました。これらの研究開発を発展させ、水処理技術としての現場適応を進めると共に、井戸水処理技術としての確立や各種添加剤技術としての応用研究の開発を進めております。また、佐賀大学との共同研究により、これまでの陰イオンに加え、陽イオン吸着も可能にしたハイブリット吸着剤の開発を進めております。

(6)除染関連技術

東日本大震災以降、内閣府除染モデル実証事業、環境省南相馬市拠点除染業務を通じて、除染関連技術の開発を行ってきました。現在は、これらの技術を用いて環境省南相馬市本格除染工事を施工しております。
更に、除染除去物の仮置場から中間貯蔵施設までを対象とした技術開発を行っております。具体的には腐敗性除去物の低温熱処理による減容化技術、処分容器を兼ねた遮蔽・運搬容器の製作技術、Na型ベントナイトを用いた高性能な遮水土の製造技術等の開発を進めており、震災復興の大きな妨げとなっている放射性物質の処理・処分に有効な技術の確立を目指しております。

(7)機械化技術

当社保有技術をベースとした機械施工の実施において、品質向上、コスト低減、安全性向上を目的に機械システムの開発・改良を行っております。また、新たな工法等に関連した機械技術の開発の取組みに関しては試験機レベルで検討・試験を実施しております。

①自走式一体型ツイスターの開発

ツイスタープラントのコストダウン、適用範囲拡大を目的とした新型機種の開発に取り組んでおります。プラント設備を簡略化し、一体構造とした定置式一体型ツイスター開発の技術を応用し、クローラに搭載した自走式一体型ツイスターの検討を進めております。現在、詳細仕様の決定、設計が終了し、製作準備に入っており、来期完成、試運転を予定しております。

②土壌浄化工事における加熱処理技術の開発

VOC・油汚染土壌浄化工事における新たな処理技術の開発に取り組んでおり、加熱式回転ドラム小規模実証機による基礎試験が終了しております。VOC汚染土については模擬土による試験、油汚染土については現場での実証試験を実施し、複合汚染土に対して単一機種で対応可能な技術であることを確認しております。今後、工事規模に応じた実機の計画を予定しております。

③除染等で発生する木材の減容化技術の開発

福島県内での震災ガレキ処理に伴い発生する家屋解体木材等は、放射線の問題から有効利用が難しく、また、収集・運搬業務においては、限られた仮置場の有効活用が課題となっております。そのため、木材減容化技術の開発が求められております。現在、草木根の減容化に実績がある炭化法、及び木質バイオマスの製造技術を応用した加熱圧縮法について、小規模実証機による基礎試験を実施し、減容化効率の確認を行っております。

④石炭灰有効活用技術(処理機械技術)の向上

石炭火力発電量の増大、復興資材不足を背景に、石炭灰の有効利用技術について開発を進めております。当社保有の頑丈土破砕材技術について、その処理機械の混合効率向上、安定した混合技術の確立を目指しております。現在、装置改良、基礎試験が完了し、現場での実証試験を計画中です。

(8) ADOX工法

ADOX工法は二液無溶剤型のエポキシ樹脂接着剤を使用した構造物補修・補強工法であります。
本工法に関連した事業強化のため2001年10月に日本アドックス株式会社を設立し、構造物診断から接着剤の製造・販売及び施工までの一貫したシステム作りに取り組んでおります。一般的なエポキシ樹脂の施工環境温度が5℃以上であるのに対して、5℃以下の低温下での施工を可能にし、また工程を機械化する技術の確立により、コンクリート構造物全般に広く採用されております。
2011年7月には、技術名称「寒冷地用エポキシ樹脂コンクリート補修材ADOX1380W」として、NETIS(国土交通省の新技術情報提供システム)登録を完了しております。本材料は、2012年10月から2016年3月までの期間で開始された、独立行政法人土木研究所寒地土木研究所他当社を含む材料メーカー6社との共同研究「コンクリートのひび割れ注入・充填後の品質評価及び耐久性に関する研究」の試験材料に採り上げられております。
新たな市場開拓として、道路橋コンクリート床板の耐久性向上にも取り組んでおり、昨年度に続き本年度も札幌市を中心に「ADOX床版防水工法」の採用が増えております。また、樹脂系あと施工アンカーへの適用についても、太陽光発電関連の工事などで採用が増えております。
厨房や食品工場等のリニューアルでは、使用材料として速硬性や耐荷重性、耐熱性のほかに抗菌性も求められております。今期は、ADOXの代表的な製品4種類の抗菌性について評価し、高い抗菌性を有していることを確認しました。今後、抗菌性を新たな機能としてPRするとともに、抗カビ性についても評価していく予定です。
更なる市場開拓として、他製品のNETIS(国土交通省の新技術情報提供システム)登録を進めると共に、炭素繊維シート補強への適用を目指した取組みも進めております。

(建築事業)

(1) 免震・震動技術

①防災監視室対応の床免震システムの開発
これまでも消防署やエネルギー関連施設の監視制御室、先端技術による微細加工装置など、地震に高度な安全性が要求される用途で実績を重ねている低床免震システム。その技術が下関市消防局指令センターに導入されました。本件では防災設備との適合性や施工の効率化、経済性をより向上させ、実用性があり、かつ安全性の優れた独自の免震システムを実現しました。
②コンテナ型データセンターの免震システム
小規模建物対応として開発したすべり摩擦形式の免震システム(ゆれガードプラス)が、岐阜県に建設された最新のデータセンターに設置されているデータコンテナ(データサーバを集約した筐体:約30ton)に導入されました。コンテナ型データセンターは空調効率に優れ、コンパクトで増設が容易なため、次世代型のデータセンターとして注目されており、その最適な免震構法として本技術が採用されました。
③長周期地震・大変位対応の免震装置の開発
長周期・長時間地震動などの想定以上の大きな揺れに対応できる免震装置を㈱不二越と共同で開発を進めています。これまで困難とされていた高層階や液状化地盤に立地する建物などの機器免震、床免震にも適用範囲の拡大が図られ、地震に対する安全性の確保、ならびに安全余裕度の向上を目標としています。
④振動台設備の活用
技術センターでは3次元大型振動台を活用し、建築分野だけでなく情報通信、交通インフラ、家電などの製造分野の企業や大学などの研究機関から様々な振動試験を受託しています。これらの実験、試験、検証による耐震・制振・免震技術のノウハウは、建築物件への適用や技術開発への展開を可能にすると共に、安心・安全な社会基盤や生活環境の構築にも大いに貢献しています。

(2) 耐久性向上技術

①建物診断技術の充実化
最新の調査・診断技術を用いて建物の耐久性、耐震性を総合的に評価するシステムの構築を推進しています。また、既存建物を再生し、建物の資産価値を高めたいというニーズに応えるため、長期修繕シミュレーションや光熱費の省エネルギー対策も合わせた最適化評価手法の開発にも取り組んでいます。
②耐震補強技術の応用開発
既存構造物の耐震改修で、低振動、低粉塵、低騒音など環境配慮を可能にする圧着ブレース工法や炭素繊維補強、また天井落下防止対策(天井仕上材の軽量化、耐震支持金具、設備機器対応等)の非構造部材等の研究を進めており、より安全で耐久性の高い建物の実現を図っています。

(3) 建築環境技術

①省エネルギー、見える化の開発
持続可能な循環型社会に適した建築物を目指し、省エネルギーや長寿命化などの設備環境技術の開発に取り組んでいます。その中で建物の運用段階でより効果的な省エネをサポートするモニタリングシステム「モニテックⅢ」を開発し、仙台市の新築オフィスに導入しました。エネルギー削減だけでなく、省エネ、快適性を診断できるツールとして活用されています。
②食品工場HACCP対応技術の展開
HACCP、ISO22000、FSSC22000等の衛生管理システムに対応する環境技術、特に微生物・防虫対策、湿気制御、空気清浄、冷凍・冷蔵などの技術課題を中心に技術開発、検証を進めています。また維持管理性の向上や、省エネ効率なども配慮した効果的な食品衛生環境の実現を目指し、その技術は実施物件に反映させています。

(4) 施工品質向上技術

①施工品質管理技術の確立
高い精度が要求される大スパン架構の鉄骨建方では「モニタリング制御ジャッキダウン工法」、コンクリートのひび割れ抑制技術では、充填感知センサーや透明型枠を利用したコンクリート打設管理、スマートセンサ型枠によるコンクリート強度の推定、LHTシートによるコンクリートの保温・保湿養生など、施工品質の向上や施工管理の合理化を実現し、より効率的かつ質の高い施工を可能にしました。
②CFT(コンクリート充填鋼管造)工法の開発
コンクリート充填鋼管造(CFT造)は、優れた力学的性状を有する新構造形式として近年では都市部における大空間商業施設や公共建物等での採用が増え、普及が加速しつつあります。現在、一般社団法人新都市ハウジング協会が定める施工技術ランク取得を目的として、各種実験を行っており、特殊な構造に求められる施工管理や材料特性の把握のための研究開発を進めています。

(5) 植物工場

植物工場は閉鎖された空間において、光・温度・湿度・CO2濃度等環境をコントロールして野菜等を育成するものであり、いわゆる4定(定時、定量、定品質、定価格)、食の安心・安全の観点から多方面において注目を浴びております。とりわけ、東北地方においては、福島第一原発の事故による放射能対応、被災地の復興・雇用促進を目的として、多くの計画がなされております。
このような現状に対し当社では、2014年5月に技術センター管理棟屋内に人工光型植物工場の試験プラントを設置しました。この施設を活用し、建設会社として植物工場における環境制御手法を検討するとともに、実際に数種類の葉物野菜を生産して試験的に販売等を行うことで、事業化に向けた基礎データの蓄積を行っております。具体的には、既に植物工場プラントの製造販売及び生産野菜の販売を有する株式会社成電工業のプラントを導入し、同社の出口戦略等を参考として事業化に向けた課題の整理を行います。また、古在豊樹千葉大学名誉教授が理事長を務めるNPO法人植物工場研究会に参加することで、千葉大学から指導を受けるとともに、植物工場事業関連企業からの情報収集を積極的に行っております。

(開発事業)

研究開発活動は特段行われておりません。

(関係会社)

研究開発活動は特段行われておりません。

(その他)

研究開発活動は特段行われておりません。